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核技术已广泛应用于医学、航天、农业、工业等重要领域。伽马能谱探测,是一种重要的辐射探测技术,是核技术的推广利用的基础。在空间辐射探测领域,为降低伽玛能谱探测系统的重量、提升可靠性,有必要开展小型与智能的数字多道谱仪研究。作为多道谱仪系统的重要组成部分,多道脉冲幅度分析器（MCA）通过对辐射射线（X射线、γ射线）的能量分布进行测量得到能谱,而数字多道谱仪因其滤波成形及数据传输的灵活性、信号处理速度快、功耗低、测量精度高、体积小及成本低等显著优势,正在逐渐代替传统的模拟多道谱仪。本文针对空间辐射探测器在轨运行计量性能保障而开展,着重研究数字多道谱仪系统的若干问题。本文以Modelsim为硬件逻辑测试平台,对数字多道谱仪的各部分功能模块进行仿真测试及性能优化;以Altera公司的EP4CE30系列FPGA芯片为硬件开发平台,对数字多道谱仪中的数字多道脉冲幅度分析器进行硬件实现与测试;以VS2010为软件开发平台,利用C#编程语言,对数字多道谱仪系统的上位机进行设计实现;以MATLAB为能谱处理软件平台,确定数字多道谱仪的滤波成形方法及其参数,实现能谱解析算法。本文所研究数字多道谱仪系统包含上位机软件,以及基于扩展型死时间修正模型的数字多道脉冲幅度分析器（DMCA）。DMCA功能模块包含ADC信号采集模块、CMD命令解析模块、传输接口模块、多路选择与数据缓存FIFO模块、脉冲信号梯形成形（慢成形与快成形）模块、阈值去噪模块、堆积判弃模块和幅值提取模块;上位机软件主要实现向DMCA下达命令以及能谱数据包解析的功能,再通过调用MATLAB对能谱数据进行能谱显示、平滑处理与自动寻峰。经实际测量60Co与137Cs测试源后得到的能谱结果,表明本文所设计的数字多道谱仪系统的性能指标均达到要求,具有良好的能量分辨率、能量线性与系统稳定性。