多道脈沖幅度分析器（MCA）是測量信號脈沖幅度分布的儀器,是能譜分析儀的重要的組成部分。隨著高速ADC技術(shù)與數(shù)字信號處理技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字化脈沖幅度分析器（DMC A）正在逐漸取代模擬多道分析器（AMCA）的地位,在測量精度、測量速度上,DMCA占有很強的優(yōu)勢。本課題以核輻射測量為應(yīng)用背景,采用可編程邏輯器件（FPG A）和MCU（STM32）組合的雙核心控制器方案完成數(shù)字化多道脈沖分度分析器的設(shè)計。采用高速ADC+FPGA組合的模擬信號全峰采集法,完整保持信號初始信息；以梯形成形算法對核脈沖信號進行處理,使信息獲取效率達到最高。FPGA選用Altera公司的CYCLONE IV系列的EP4C10E144C8N, STM32選用意法半導體公司推出的基于ARMCortex-M3內(nèi)核的微控制器STM32F103ZET6,前端高速數(shù)模轉(zhuǎn)化器選用AD公司的AD9245。按照產(chǎn)品級要求完成系統(tǒng)的電源設(shè)計。采用梯形成形濾波算法對核數(shù)字脈沖信號進行處理,以提高DMCA的性能指標。設(shè)計將梯形成形濾波器進行模塊化設(shè)計,并做到參數(shù)實時可調(diào),以達到工作的靈活性和可移植性。使用FPGA作為核脈沖數(shù)據(jù)的數(shù)字信... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學上海市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 數(shù)字化多道分析器發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 多道分析器設(shè)計指標
    1.4 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 數(shù)字化譜儀設(shè)計原理及其相關(guān)技術(shù)研究
    2.1 射線的來源
    2.2 探測器的工作原理
第三章 多道脈沖幅度分析器總體方案設(shè)計
    3.1 多道脈沖幅度分析器整體構(gòu)架設(shè)計
    3.2 方案選擇
    3.3 FPGA簡介
    3.4 STM32微控制器簡介
第四章 多道脈沖幅度分析器硬件電路設(shè)計
    4.1 電源設(shè)計
        4.1.1 鋰電池電源及其充電電路設(shè)計
        4.1.2 數(shù)字信號的電源設(shè)計
        4.1.3 模擬信號的電源設(shè)計
    4.2 極零相消電路
    4.3 運算放大電路設(shè)計
    4.4 ADC轉(zhuǎn)化電路設(shè)計
    4.5 FPGA外圍接口電路設(shè)計
    4.6 MCU外圍接口電路設(shè)計
第五章 多道分析器軟件設(shè)計
    5.1 脈沖信號的梯形成形算法
        5.1.1 梯形成形算法的原理推導
        5.1.2 梯形成形算法的模塊化設(shè)計
        5.1.3 軟件仿真與硬件應(yīng)用實現(xiàn)
    5.2 FPGA整體系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計
        5.2.1 系統(tǒng)時鐘控制模塊
        5.2.2 高速ADC控制模塊
        5.2.3 閾值去噪與堆積判棄模塊
        5.2.4 基線恢復模塊與峰值提取模塊
        5.2.5 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計
    5.3 FPGA與STM32通訊
    5.4 STM32軟件設(shè)計
第六章 多道分析器綜合性能測試
    6.1 多道分析器主要技術(shù)指標要求
    6.2 調(diào)試工具
    6.3 多道分析器能量線性測試
    6.4 多道分析器處理速度測試
    6.5 電源紋波測試
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
附錄1
附錄2
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]梯形成形沖擊響應(yīng)函數(shù)推導、仿真和實驗研究[J]. 胡創(chuàng)業(yè),康璽,屈國普,李方立.  原子能科學技術(shù). 2014(02)
[2]Study of time-domain digital pulse shaping algorithms for nuclear signals[J]. ZHOU Jianbin1 ZHOU Wei1,2,* LEI Jiarong3 TUO Xianguo1 ZHU Xing1 LIU Yi1 1College of Nuclear,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China 2State Key Laboratory of Coal Resources & Mine Safety,College of Mining Engineering,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221116,China 3Institute of Physics and Chemical,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China.  Nuclear Science and Techniques. 2012(03)
[3]梯形成形技術(shù)在數(shù)字多道系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王季紅,王良厚,房宗良.  核電子學與探測技術(shù). 2011(05)
[4]FPGA器件設(shè)計技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 楊海鋼,孫嘉斌,王慰.  電子與信息學報. 2010(03)
[5]基于DSP系統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器設(shè)計[J]. 曾衛(wèi)華,程業(yè)勛,楊進.  核電子學與探測技術(shù). 2009(02)
[6]基于MATLAB的數(shù)字化梯形濾波器的研究[J]. 周清華,張軟玉,李泰華.  核電子學與探測技術(shù). 2008(01)
[7]用差分放大器來驅(qū)動高速ADC[J]. 李曉延.  今日電子. 2007(09)
[8]基于DSP的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器設(shè)計[J]. 敖奇,魏義祥,文向陽.  核技術(shù). 2007(06)
[9]數(shù)字化核信號梯形成形濾波算法的研究[J]. 周清華,張軟玉,李泰華.  四川大學學報(自然科學版). 2007(01)
[10]便攜式能譜儀高性能USB接口模數(shù)轉(zhuǎn)換器[J]. 陳國杰,曹輝,曾亞光.  核電子學與探測技術(shù). 2007(01)

博士論文
[1]基于數(shù)字高斯成形技術(shù)的X熒光譜儀的研制[D]. 周偉.成都理工大學 2011
[2]核素識別算法及數(shù)字化能譜采集系統(tǒng)研究[D]. 陳亮.清華大學 2009
[3]低原子序數(shù)元素能量色散X熒光儀的研制[D]. 周建斌.成都理工大學 2008
[4]野外地面伽瑪射線全譜測量研究[D]. 方方.成都理工學院 2001

碩士論文
[1]基于FPGA的多道脈沖幅度分析器設(shè)計[D]. 李嬌龍.成都理工大學 2012
[2]基于FPGA的USB接口實時數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[D]. 鄭勐.中國海洋大學 2011
[3]基于CPLD的低功耗數(shù)字化伽瑪能譜儀的研制[D]. 劉良.成都理工大學 2011
[4]基于FPGA和USB的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器的研制[D]. 謝廣利.華東理工大學 2011



本文編號：3405254