在核物理的研究、射線的探測和核技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),核能譜是其獲取的極為重要的信息,其中多道脈沖幅度的分析是核能譜儀最核心的技術(shù)手段。多道能譜儀發(fā)展的主要方向是核能信號的采集和數(shù)字化的處理^[1]。如今在數(shù)字信號處理技術(shù)迅速發(fā)展的時代,科研人員已經(jīng)實現(xiàn)采用高速和高分辨率的數(shù)據(jù)采集卡對輸入的核能信號進(jìn)行采集,同時應(yīng)用高速數(shù)字信號處理器對脈沖信號的幅度進(jìn)行有效地分析和提取。核能信號的高速采集和數(shù)字化的處理是多道能譜儀發(fā)展的主要方向^[1]。國內(nèi)外的許多相關(guān)科研機(jī)構(gòu)對數(shù)字化能譜儀系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,目前國外的數(shù)字能譜儀也已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化,但國內(nèi)仍然處于研究和應(yīng)用開發(fā)階段,對波形的數(shù)字化、數(shù)字波形的濾波成形、脈沖信號幅度保持和脈沖幅度提取還需要進(jìn)一步的深入探索^[1]。本文設(shè)計的是雙路多道脈沖能譜儀系統(tǒng),系統(tǒng)主要以14位的AD9643芯片來作為模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog to Digital Converter,ADC)模塊,以型號為XC6SLX45的Spartan-6系列的FPGA來作為脈沖計數(shù)存儲和控制模塊,以STM32F4作為控制...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題研究意義和選題依據(jù)
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
    1.3 本文章節(jié)安排
2 數(shù)字多道能譜儀系統(tǒng)相關(guān)理論
    2.1 核輻射探測器工作原理
    2.2 主放大器基本原理
    2.3 峰值的采集與保持工作原理
    2.4 幅度分析基本原理
    2.5 核脈沖信號的統(tǒng)計規(guī)律
        2.5.1 核脈沖計數(shù)的統(tǒng)計分布
        2.5.2 核輻射探測器輸出的脈沖幅度統(tǒng)計分布
    2.6 濾波成形算法分析
        2.6.1 二次多項式五點擬合平滑法原理
        2.6.2 能譜尋峰基本原理
3 數(shù)字化多道能譜儀系統(tǒng)的設(shè)計
    3.1 數(shù)字化多道能譜儀系統(tǒng)的工作原理
    3.2 技術(shù)指標(biāo)及主要影響因素
        3.2.1 影響能量分辨率的主要因素
            3.2.1.1 探測器固有的能量分辨率對能量分辨率的影響
            3.2.1.2 核脈沖堆積對能量分辨率的影響
            3.2.1.3 道寬與道數(shù)對能量分辨率的影響
        3.2.2 影響非線性的主要因素
        3.2.3 影響穩(wěn)定性的主要因素
        3.2.4 影響死時間的主要因素
    3.3 數(shù)字多道能譜儀系統(tǒng)整體方案
    3.4 模塊功能簡介
        3.4.1 信號的前級衰減電路
        3.4.2 峰值檢測與保持模塊
        3.4.3 ADC采樣電路模塊
        3.4.4 FPGA電路模塊
        3.4.5 ARM核心控制模塊
        3.4.6 網(wǎng)絡(luò)通信與上位機(jī)模塊
        3.4.7 電源模塊
4 數(shù)字化多道能譜儀系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
    4.1 能譜儀系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)測試平臺的功能和結(jié)構(gòu)
    4.2 脈沖信號的峰值保持技術(shù)
    4.3 脈沖信號的峰值提取技術(shù)
        4.3.1 FPGA內(nèi)部邏輯總體設(shè)計
        4.3.2 脈沖峰值提取技術(shù)的實現(xiàn)
            4.3.2.1 濾波成形算法設(shè)計
            4.3.2.2 峰值提取算法設(shè)計
    4.4 數(shù)字信號處理與顯示技術(shù)
        4.4.1 上位機(jī)軟件界面設(shè)計總體規(guī)劃
        4.4.2 通信模塊設(shè)計
        4.4.3 顯示與存儲模塊設(shè)計
    4.5 上位機(jī)界面設(shè)置
5 數(shù)字化多道能譜儀系統(tǒng)的測試與分析
    5.1 系統(tǒng)測試方案
    5.2 積分非線性測試
    5.3 微分非線性測試
    5.4 濾波成形測試
    5.5 能量分辨率測試
    5.6 雙路一致性測試
    5.7 調(diào)試過程中遇到的困難與解決方法
6 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間取得的成果



本文編號：3847380