發(fā)布時間：2025-03-18 22:33

　　隨著核技術(shù)水平的提高,核能譜測量技術(shù)越來越多地運用在核電站安全檢測以及核科學(xué)的基礎(chǔ)研究等諸多領(lǐng)域。多道脈沖分析器是能譜測量儀的重要部件之一。隨著ADC器件,FPGA芯片的高速發(fā)展,數(shù)字脈沖分析器逐漸替代傳統(tǒng)模擬脈沖多道分析器。近年來國外便攜式能譜儀技術(shù)發(fā)展成熟已經(jīng)商業(yè)化。而國內(nèi)在研發(fā)制造適用于野外探測能譜儀的多道分析器仍有不足。本文就如何提高數(shù)字脈沖多道分析器的性能,拓展應(yīng)用范圍進行研究。系統(tǒng)采用φ1.5x1.5的LaBr₃（Ce）晶體探測器作為數(shù)字多道分析器的探測器,與光電倍增管以及高壓管座組成儀器探測模塊用于產(chǎn)生核脈沖信號。多道分析器的硬件電路主要包含5部分:信號調(diào)理電路,高壓電路,電源轉(zhuǎn)換電路,AD轉(zhuǎn)換電路,FPGA配置電路。采用FP GA+高速ADC的硬件結(jié)構(gòu)。使用Altera公司MAX系列的10M50SC E144A7G芯片作為系統(tǒng)的核心處理器。ADC芯片選用Maxim公司的MAX12555芯片,采樣頻率最高可達95 MHz,高度集成的硬件結(jié)構(gòu),符合了數(shù)字多道分析器便攜化、數(shù)字化的需求。FPGA邏輯配置的開發(fā)環(huán)境為Quartus prime,采用Veril...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 數(shù)字能譜測量理論與總體方案設(shè)計
    2.1 探測器與核脈沖信號
    2.2 數(shù)字多道脈沖分析器原理與總設(shè)計
    2.3 數(shù)字多道分析器的性能指標(biāo)
        2.3.1 系統(tǒng)非線性
        2.3.2 能量分辨率
        2.3.3 道址數(shù)與道寬
        2.3.4 死時間
    2.4 本章小結(jié)
第3章 硬件電路設(shè)計
    3.1 硬件電路整體設(shè)計
    3.2 探測器的選擇
    3.3 電源及轉(zhuǎn)換電路
    3.4 前置放大電路
    3.5 程控信號放大電路
    3.6 高壓電路
    3.7 ADC采樣電路
    3.8 FPGA芯片及外圍配置電路
    3.9 本章小結(jié)
第4章 FPGA內(nèi)部邏輯實現(xiàn)
    4.1 FPGA開發(fā)相關(guān)介紹
        4.1.1 FPGA開發(fā)流程
        4.1.2 FPGA開發(fā)語言和環(huán)境
        4.1.3 FPGA設(shè)計思想
    4.2 FPGA邏輯總設(shè)計簡介
    4.3 時鐘控制模塊
    4.4 ADC控制模塊
    4.5 峰值提取模塊
    4.6 RAM讀寫控制模塊
    4.7 數(shù)據(jù)交互模塊
        4.7.1 串口通信模塊
        4.7.2 串口數(shù)據(jù)解析模塊
        4.7.3 SPI高壓增益控制模塊
    4.8 本章小結(jié)
第5章 能譜分析軟件設(shè)計
    5.1 顯示界面設(shè)計
    5.2 能譜顯示
    5.3 尋峰與能量分辨率的計算
    5.4 本章小結(jié)
第6章 數(shù)字多道分析器性能測試
    6.1 性能指標(biāo)測試
        6.1.1 線性測試
        6.1.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試
    6.2 實測能譜
        6.2.1 能量分辨率
    6.3 調(diào)試與測試過程中遇到的問題
第7章 總結(jié)與展望
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號：4036272