發(fā)布時間：2022-01-13 02:02

　　多道脈沖幅度分析器是射線能譜測量的關(guān)鍵技術(shù)和重要組成部分。隨著電子技術(shù)的不斷興起,尤其是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和集成電路的快速發(fā)展,能譜測量技術(shù)正朝著數(shù)字化的方向邁進。本設(shè)計的目的是實現(xiàn)基于FPGA技術(shù)的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器,能夠?qū)⑻綔y器輸出的隨機快速的模擬核脈沖信號通過高采樣率的ADC芯片進行全波形采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換,獲取量化后的數(shù)字核信號,并對其進行閾值判別和數(shù)字信號尋峰等算法后,獲得核能譜。本設(shè)計包括硬件電路和軟件程序兩部分的內(nèi)容。硬件電路包含模擬電路、數(shù)字電路和電源電路三個部分。模擬電路完成的主要任務(wù)是對核探測器輸出的核脈沖信號進行驅(qū)動放大處理,滿足后續(xù)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對輸入信號的要求,高速ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD9224完成對核脈沖信號的采樣,采樣頻率為40MSPS;數(shù)字電路以FPGA器件EP3C40Q240C8為數(shù)字信號微處理器,完成對量化的脈沖信號的幅值提取、譜數(shù)據(jù)保存、譜線讀取和與上位機的數(shù)據(jù)通信等功能。電源轉(zhuǎn)換電路解決整個系統(tǒng)的供電問題,將輸入的+7⁺12V直流電壓轉(zhuǎn)換為電路需要的1.2V、2.5V、3.3V和±5V電壓。軟件程序設(shè)計平臺為Quart... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 選題背景
    1.2 研究目的與意義
    1.3 研究內(nèi)容及其創(chuàng)新點
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 探測器與核脈沖信號
    2.1 探測器工作原理
    2.2 核脈沖信號
第3章 系統(tǒng)工作原理和主要技術(shù)指標
    3.1 數(shù)字化多道脈沖幅度分析器系統(tǒng)工作原理
    3.2 數(shù)字化多道脈沖幅度分析器的技術(shù)指標
第4章 數(shù)字化多道的整體方案設(shè)計
    4.1 微處理器的選型
    4.2 ADC芯片的選型
    4.3 核脈沖信號處理算法
第5章 基于FPGA的DMCA的實現(xiàn)
    5.1 硬件電路設(shè)計
        5.1.1 信號調(diào)理電路
            5.1.1.1 極零相消電路
            5.1.1.2 放大電路
            5.1.1.3 電壓跟隨電路
        5.1.2 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
            5.1.2.1 ADC芯片的選型
            5.1.2.2 ADC電路
        5.1.3 FPGA電路
            5.1.3.1 FPGA的選型
            5.1.3.2 FPGA的配置電路
        5.1.4 SRAM電路
        5.1.5 RS485 串口通信電路
        5.1.6 電源轉(zhuǎn)換電路
    5.2 軟件設(shè)計
        5.2.1 FPGA的開發(fā)流程介紹
        5.2.2 基于VHDL語言的模塊化數(shù)字脈沖處理器設(shè)計
            5.2.2.1 AD采樣控制和數(shù)據(jù)判選模塊
            5.2.2.2 FIFO讀寫控制模塊
            5.2.2.3 峰值提取模塊
        5.2.3 NIOSII軟核的軟硬件開發(fā)
            5.2.3.1 NIOSII軟核的硬件開發(fā)
            5.2.3.2 NIOS II軟核的軟件開發(fā)
        5.2.4 梯形成形算法的Matlab仿真實現(xiàn)
第6章 系統(tǒng)測試和問題解決辦法
    6.1 基于FPGA的DMCA系統(tǒng)的測試結(jié)果
        6.1.1 性能指標測試
            6.1.1.1 穩(wěn)定性測試
            6.1.1.2 最大脈沖通過率
            6.1.1.3 線性、道寬以及零點測試
        6.1.2 實測能譜
    6.2 調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3585844