基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器关键技术与系统实现

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:wwb316
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
关于自主研发的微小型四旋翼无人飞行器姿态控制问题,针对姿态控制要求的稳定性,根据飞行器的飞行原理,通过数学推导建立近似的姿态角线性模型。操作飞行器飞行并采集相关飞
为了解决四旋翼无人机在室内等无GPS信号的复杂环境中实现自主飞行的问题,在对四旋翼无人机进行非线性建模的基础上,分别设计了基于反步法结合滑模理论的姿态控制器和基于PID
目的探讨护理干预对支气管哮喘患儿雾化吸入依从性的影响,评价其临床应用价值。方法选择2012年1月至2013年6月深圳市龙华新区人民医院儿科120例支气管哮喘患儿为研究对象,按
<正>一、向无序而低效的现状挑战认真审视初中作文教学的现状,作为语文老师会觉得有些尴尬。2007年~2008年,笔者组织了一次系列的初中作文教学专题教研活动,听了80余节作文课
<正>湖北省是畜牧业大省,畜牧业是全省农业经济的支柱产业,是农民增收的主要门路之一。在第一产业中畜牧业产值占1/3,在农民家庭经营收入中畜牧业占1/5。近几年,湖北省畜牧业
目的利用孕妇血浆游离DNA对产前胎儿性别进行识别,为伴性遗传性疾病的无创性产前筛查提供参考。方法利用X、Y染色体的特异性引物和探针构建识别胎儿性别的实时荧光定量聚合酶
<正>一、大数据在题库中的应用近年来,基于大数据而产生的题库类运用炙手可热。在线的形式使用户在使用过程中积累了大量的学习行为数据。这些数据记录了学习者的答题过程、
党的十五大指出,国有经济要在关系国计民生的重要产业领域占主体,同时要对国民经济发挥主导作用。这意味着国有经济的发展,要从注重数量向注重质量转变,集中力量于公益性、基础性
随着科学的进步,信息技术得到了快速发展及广泛应用,高维数据应运而生,进而推动了变量选择技术的研究.本文主要利用稀疏主成分分析、改进的安全独立筛选以及改进的局部线性嵌
近年来,随着气候和环境的不断恶化,资源的持续紧张,情感永续设计已经受到越来越多的关注。传统的可持续设计强调资源的回收使用、可再生能源的利用等,但是对于消费者无节制的