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数字化多道脉冲幅度分析器作为数字化核仪器的核心组成部分,其设计性能将直接影响到数字化核仪器的功能实现和性能提升。特别是在高计数率情况下,基于FPGA数字化多道脉冲幅度分析器的设计与实现使核仪器在弹道亏损和脉冲堆积等方面的性能得到了明显改善,并进一步提高了仪器系统的集成度和稳定性。论文撰写主要完成了以下工作:(1)在对核辐射检测技术及多道脉冲幅度分析器原理分析的基础上,确定了基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器系统设计方案,将系统功能划分成A/D转换控制、梯形成形、基线估计、堆积判弃、幅度提取、谱线存储及通信控制模块,并根据各模块的实现原理和实现方法完成了逻辑的仿真分析和硬件实现。(2)完成了数字化多道脉冲幅度分析器的硬件逻辑电路设计和PCB电路板制作,把主要的核脉冲信号处理逻辑都放在了FPGA内部来实现。(3)模块设计过程中用到了Matlab/Simulink仿真平台、DSP Builder系统级模型开发工具包、Cypress-USB开发工具包、QuartusII集成开发软件环境,做到了软件仿真和系统实现的一体化设计。(4)设计完成后,以NaI(Tl)探测器作为前端模拟核信号处理单元搭建了完整的NaI(Tl)γ能谱实验测试平台。最后,论文以137Cs作为放射源对设计的数字化多道脉冲幅度分析器分别进行了功能测试和性能测试。在功能测试中,实测了快慢梯形成形效果、峰值提取效果和USB2.0数据传输效果,结果显示测试效果良好。在性能测试中,测试了高斯成形仪器能量分辨率在7.64%左右,梯形成形仪器能量分辨率为7.31%,验证了梯形成形具有更高的能量分辨率;在24小时内,每隔2个小时对137Cs源进行测试,结果显示能量道址只偏移了1道,系统性能稳定;对137Cs、60Co的能量与道址对应关系进行曲线拟合,结果显示拟合度达到了95%,能量线性度良好。仪器测试结果表明,基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器达到了系统设计要求,优化了梯形数字成形算法,改善了轻量级数字系统性能,提高了系统的数字脉冲通过率,具有良好的探测效果。