导读:本文包含了数字多道论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:HPXe,数字多道系统,FPGA,基线恢复
数字多道论文文献综述
高乐[1]（2019）在《HPXe探测器数字多道系统研制及其基线漂移问题的算法修正》一文中研究指出高压氙(HPXe)探测器是具有良好物理特性的高能量分辨率气体辐射探测器,工作温度范围广、抗辐照能力强、服役寿命长的特点使得HPXe探测器在工业应用中具有巨大潜力。但其屏栅结构的噪声敏感性对探测器信号基线造成严重影响,使得基线发生漂移,从而导致能谱测量失真,极大地限制了这类探测器的实际应用。针对这一现状,本文基于FPGA的数字信号处理技术设计并研制一套高能量分辨率的数字多道系统,并在该系统中加入了自调节参数的数学形态学基线恢复算法,实现了严重基线漂移情况下高能量分辨率能谱的稳定测量。主要的研究内容及成果如下:(1)开展了数字多道系统硬件电路的自主设计与研究。开发出以电源控制模块、ADC高速采样模块、FPGA信号处理模块和USB通信模块为基础的硬件电路,并对硬件电路进行测试。测试结果表明,该硬件电路系统各模块工作正常,具有0-5 V的电压输入范围、40 MSPS的采样速率、14位的采样精度以及114 K的逻辑资源,系统整体具有低电源纹波(小于25 mV)、低功耗(900 mW)、高稳定性(8小时持续工作)以及小尺寸(板级面积6.3×6.3 cm~2)特性。(2)采用梯形成形与尖角成形相结合的方式实现了多道信号处理算法的设计与测试。多道信号处理算法包括了梯形成形,尖角成形,阈值触发,堆积识别,幅度提取,谱线生成以及USB通信模块,能够通过上位机直接对测量能谱进行获取。仿真结果表明该算法各模块时序准确,工作正常。采用高分辨率CZT探测器进行能谱测量性能验证,结果表明测量能谱总道址为2048道,在662 keV处能量分辨率为2.59%,能量线性为99.9%,系统连续工作8小时内~(137)Cs全能峰峰漂小于2道。(3)针对严重基线漂移对能谱测量的影响,自主设计并研究了能够实时自动调节参数的数学形态学基线恢复算法。分析了传统数学形态学基线恢复算法在核信号基线处理中的可行性与不足,并提出改进方法,改进后的数学形态学基线恢复算法能够自动调节参数,在900 mV的基线漂移加入前后,137Cs测量能谱近乎重迭,不受基线漂移的影响,662 keV处的能量分辨率能够维持在2.64%左右。本文的研究内容对于推进国内数字多道系统的发展具有现实意义,有望解决HPXe探测器中的振动噪声带来的基线漂移问题,提高HPXe探测器在户外条件下的能谱测量稳定性,拓展其实际应用范围,同时也对其他辐射探测器中存在的基线漂移问题提供新的解决思路。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
汤建文,王仁波,王海涛[2]（2018）在《基于FPGA的数字多道梯形成形算法研究》一文中研究指出数字化能谱测量在核物理实验中应用的非常广泛,其中关键部分就是数字多道脉冲幅度分析器的研制.本文研究了数字脉冲信号的梯形成形算法,将梯形成形算法移植到Matlab中进行仿真,通过分析梯形成形参数对成形效果的影响以得到最佳成形参数;采用FPGA作为主芯片设计了算法的级联型结构,与直接型结构相比,模块化的级联型结构受量化参数的影响较小且运算速度较快;将该结构的梯形算法移植到FPGA,并利用Modelsim软件仿真完成数字脉冲幅度分析器中梯形成形算法的设计.(本文来源于《测试技术学报》期刊2018年05期）
盛磊,曾国强,卿松[3]（2018）在《基于数字积分的高通过率数字多道的研究》一文中研究指出在放射性实践活动中,对于放射性元素射线的谱线合成一直以来都是一种极其重要的定性定量分析手段。同时随着微电子与半导体工艺的不断成熟,数字化多道逐渐成为主流,然而由于传统梯形成型式的数字多道的算法设计中成型时间对于脉宽的需求以及幅度提取的设计使得其在高计数率下容易由于发生堆积而造成系统死时间增加的特点,本文完成了一种基于数字能量积分(DEDI)的数字多道算法设计的与实际验证。经过在500MCPS采样率平台上的验证,基于该方法的数字多道可以在29MCPS的信号发生器的负指数脉冲信号输入情况下保证99.98%的脉冲通过率,经实验使用NaI耦合CR160探测器在对Cs-137放射源662keV的伽马射线可以保证具有7.53%的伽马射线能量分辨率,不低于同条件下采用常规梯形成型的数字多道(DMCA)获得的分辨率(7.53%),本系统具有更低的死时间与更高的脉冲通过率。可以在高放射源的工况下进行能谱的有效测试测量。(本文来源于《第十九届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集》期刊2018-10-15）
周倩倩[4]（2018）在《基于扩展型死时间修正模型的数字多道谱仪系统的研制》一文中研究指出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着优势,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~(60)Co与~(137)Cs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。(本文来源于《东华理工大学》期刊2018-06-11）
李京伦,肖无云,艾宪芸,张羽中,陈晔[5]（2018）在《新型数字多道脉冲幅度分析器设计》一文中研究指出研制了一款新型通用数字多道脉冲幅度分析器。包括模拟调理电路和数字核脉冲信号处理器与微控制器。在16k道数字转换增益下,单脉冲幅度谱展宽后的FWHM均在2道以内,采用Na I(Tl)探测器实测137Csγ能谱,661.7 ke V处能量分辨率达到了6.89%。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2018年03期）
陈伟,周建斌,方方,洪旭,赵祥[6]（2018）在《基于基线自动恢复技术的数字多道能谱仪》一文中研究指出不同放射性强度的测量应用中,探测器输出核脉冲信号的基线将发生漂移,进而造成多道能谱仪的谱线漂移和能量分辨率损失。尽管采用数字基线估计方法可以对核脉冲信号的基线进行正确估计,但纯数字基线恢复算法无法有效处理核脉冲信号基线漂移对前端电路的影响。采用最小平均值基线估计方法,先在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中进行数字基线估计;然后通过SPI总线将基线估计值传入微控制器(Micro-Controller Unit,MCU),MCU根据基线值判断是否进行基线调节,将基线估计值传入数模转换器(Digital-to-analog Converter,DAC);最后在前端电路中实现核脉冲信号的基线恢复。基于La Br3(Ce)探测器的测试结果表明:采用该基线自动恢复技术的数字化多道能谱仪能够实现核脉冲信号的基线自动恢复。在高放射性测量条件下,测量系统能够解决因基线漂移引起的谱线漂移问题,使系统能量分辨率保持稳定。(本文来源于《核技术》期刊2018年05期）
祁红学[7]（2018）在《深海高分辨率多道地震数字拖缆中数据传输系统的研究》一文中研究指出海洋作为地球的重要组成部分,蕴藏着丰富的自然资源。我国主要海域的天然气水合物资源勘查已经进入详查和试开采阶段,而国内现有的海面拖曳式地震探测设备受大深度水体影响,难以满足天然气水合物勘探的高分辨率需求,且国外在小道间距、深水地震探测方面对我国限制出口。基于此问题,在国家重点研发计划的支持下,国家海洋局第一海洋研究所等单位开展了“深拖式高分辨率多道地震探测技术与装备”的课题研究。深拖式地震探测具有数据量大、勘探成本高、环境风险大等特点,拖缆数据传输系统作为拖曳式地震探测设备的通信枢纽,对地震信息的可靠、高效获取具有决定性作用。本文在现有海面拖曳式地震拖缆拓扑结构和功能设计的基础上,在拖缆工作段内部的水听器道前端设计了数字化采集站,以数字基带信号传输的方式传输地震信息,提高地震信号的探测精度。在明确了数据传输系统的技术指标后,对系统的数据传输机制进行了优化,设计了系统的拓扑结构,借鉴OSI参考模型,对系统的功能结构简化分为4层:应用层、传输层、数据链路层、物理层。为提高数据传输系统的稳定性,对常用的差错控制方法进行了对比分析,设计了无等待反馈重传的差错控制方法,在保证数据传输准确性的同时,提高了数据传输效率;为提高数据传输的高效性,采用了环形队列的数据缓存机制,提高了数据传输的瞬时吞吐量,有效解决了大容量、多通道数据并发上传产生的拥塞问题。基于系统的功能需求和拓扑结构设计,在数传包(拖缆数据传输单元)之间采用LVDS高速数据传输技术实现大容量数据传输,并利用字节同步的方式提取同步时钟,作为多通道地震数据采集的同步时钟参考;在数传包与采集站(水听器道的数据采集单元)之间采用分布式RS485数据传输技术实现地震数据上传、控制命令与同步时钟广播下传,并采用使能控制有效地降低了两者之间数据传输的功耗;设计了以FPGA为核心的数传包系统框架,分别从5个部分对数传包的各功能模块进行了论述。参考《石油海上数字地震采集拖缆系统(GB/T24261.2-2010)》标准,在生产厂房对设计加工的拖缆整机进行了系统测试。测试结果表明了本文设计的拖缆数据传输系统可以稳定、高效地实现拖缆数据传输的功能需求,对实现深海高分辨率多道地震数字拖缆的自主研发具有极大的科研意义和工程效益,可以为海洋水合物高精度探测提供间接的技术和装备保障。(本文来源于《长江大学》期刊2018-05-01）
张敏超,白立新,黎刚[8]（2017）在《滑尺技术改善数字多道微分非线性》一文中研究指出为了改善数字多道系统的微分非线性,进一步提升系统的分析精度,在数字多道电路中植入滑尺技术,通过实际测试研究了滑尺技术对系统微分非线性的改善效果。结果表明,使用滑尺技术后系统的微分非线性得到明显改善,在滑移64道时系统的微分非线性由2.7%提高到1.1%。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2017年07期）
孙尚清[9]（2017）在《基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器》一文中研究指出核能谱测量系统是测量射线能量的仪器。多道脉冲幅度分析器是核能谱测量系统的关键部件,直接影响着核能谱测量系统的性能的好坏。本文根据核辐射探测器输出信号的特点以及γ射线能谱测量的要求,设计多道脉冲幅度分析器。多道脉冲幅度分析采用”前端电子学线路+数字信号处理部分”的技术方案。在此基础上,对以下几个方面的关键技术做了详细的研究:(1)前端电子学线路是由前置放大器与谱仪放大器组成。首先,通过对前端电子学线路进行理论研究提出设计方案。其次,根据经验对设计方案进行进一步完善。最后,通过软件仿真与实验相结合的方法来最终验证设计方案的可行性与有效性。(2)数字信号处理部分采用“ADC+FPGA+USB”的技术方案。根据系统的具体需求,选择合适的芯片,设计各个部分的硬件电路,并按照系统的总体设计方案将各个部分组合起来,搭建基于FPGA的数字信号处理的硬件平台。(3)软件部分要完成FPGA内的程序设计和USB固件的设计。本文采用自顶向下、模块化的设计思想完成对峰值提取,成谱等逻辑功能模块的程序设计。在上述研究工作的基础上,逐步完成多道脉冲幅度分析器的硬件和软件设计并进行测试。测试结果表明,使用本文研制的多道脉冲幅度分析器实现的γ射线核能谱测量系统有着较好的能量分辨率和更好的系统稳定性,满足核能谱测量系统的使用需求。(本文来源于《东华理工大学》期刊2017-06-15）
杨剑[10]（2017）在《高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制》一文中研究指出高纯锗探测器具有精锐的能量分辨率,在分辨复杂的γ能谱场合占有重要作用。而多道脉冲幅度分析器作为核辐射能谱测量过程中不可或缺的重要组件,其性能高低对能谱测量精度产生直接影响。传统的模拟多道或数字多道存在模拟电路噪声较大、ADC分辨率较低、死区时间较大,以及采用非最优的数字信号处理算法等缺点,不能用于高纯锗探测器实现高能量分辨率的能谱读出。因此,本文针对高纯锗探测器的性能特点,设计了极低噪声水平的模拟信号调理电路和高精度的模数转换电路。在数字信号处理算法方面,设计了快慢双通道的脉冲成形算法。其中慢通道选取具有最优滤波效果的有限尖顶成形来提高脉冲幅度提取的精度,而快通道成形使用对称零面积的梯形成形来提高脉冲触发精确和脉冲堆积甄别能力。本研究来源于国家自然科学基金项目“核脉冲信号链的数学构建与高速实时数字重构技术研究”(课题编号:41474159)。根据国内外研究成果及理论基础,克服系统研制中的难点,完成了从系统的理论分析、仿真验证,再到实际调试的全部过程,最终研制出一款能够实用的、完整的、高精度的数字多道脉冲幅度分析系统。本论文的主要研究成果为:1.低噪声的高纯锗前放电源和高压偏置电源。前放电源可以数控开启和关闭,高压电源数控范围0到5000 V,数控精度±2V,纹波在10 m V以内。高压电源还具有探测器回温自动关闭功能。2.极低噪声水平的模拟信号调节电路。灵活的模拟信号调节功能包含:前端差分放大,时间常数调节、硬件增益调节、直流偏移调节和单端转差分驱动等,整个模拟电路的噪声控制在200μV范围以内。3.高精度、高速的脉冲信号数字化电路。采用16位分辨率,80 MSPS速率的模数转换芯片AD9266-80。16位分辨率保证了高纯锗探测器可以获得16384道的高分辨率能谱。80 MSPS高转换速率可以降低了数字化噪声,提高后续滤波成形的信噪比。4.FPGA+ARM的数字信号处理方案。该方案大幅度地降低系统的设计难度和成本,其中低成本的EP4CE22型号FPGA芯片主要实现脉冲的滤波成形和幅度提取等算法,而ARM控制器STM32芯片的内存设计为64KBytes的谱线双缓存结构。同时,ARM还负责数据交互和控制探测器的电源系统。5.高速USB 2.0和以太网的高速数据传输方式。USB桥接芯片FT232H可实现高速USB 2.0通信,而以太网控制器W5500芯片用于实现TCP/IP传输。全硬件协议的高速数据传输芯片,可保证32 KBytes谱线数据能够可靠地传输到电脑,并提高了能谱数据的获取速度。6.快慢双通道的数字滤波成形算法。慢通道成形具有极高的信噪比,主要用于脉冲信号的幅度提取。而快通道成形具有极好的时间分辨能力,主要用于脉冲触发,堆积甄别和计数率矫正等。7.慢通道成形采用最优滤波效果的有限尖顶成形算法。研究并实现了有限的尖顶成形算法,最大程度地提高了脉冲信号的滤波效果,并通过添加平顶来抵抗弹道亏损的影响,使获得的能谱具有更高的能量分辨率。8.快通道成形采用简单、高效的对称零面积梯形成形算法。该算法可以自动基线恢复,从而可实现精准触发幅度最低为1 m V的脉冲信号,同时对于大幅度变化的脉冲信号可实现25 ns以内的时间触发精度。9.实测高纯锗数字多道系统的整体性能优异。其中脉冲通过率可达1 Mcps,保证了高纯锗探测器能够在高粒子注量率环境中使用。而能量线性度达到了0.99993,可以保证能谱测量的精度。10.实测~(137)Csγ放射源实现1.8 ke V半宽高的能谱读出。使用ORTEC公司的P型同轴GEM40P4-76型号高纯锗探测器对~(137)Csγ放射源进行了测量,获得的全能峰能量分辨率为0.271%。(本文来源于《成都理工大学》期刊2017-05-01）
数字多道论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
数字化能谱测量在核物理实验中应用的非常广泛,其中关键部分就是数字多道脉冲幅度分析器的研制.本文研究了数字脉冲信号的梯形成形算法,将梯形成形算法移植到Matlab中进行仿真,通过分析梯形成形参数对成形效果的影响以得到最佳成形参数;采用FPGA作为主芯片设计了算法的级联型结构,与直接型结构相比,模块化的级联型结构受量化参数的影响较小且运算速度较快;将该结构的梯形算法移植到FPGA,并利用Modelsim软件仿真完成数字脉冲幅度分析器中梯形成形算法的设计.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
数字多道论文参考文献
[1].高乐.HPXe探测器数字多道系统研制及其基线漂移问题的算法修正[D].南京航空航天大学.2019
[2].汤建文,王仁波,王海涛.基于FPGA的数字多道梯形成形算法研究[J].测试技术学报.2018
[3].盛磊,曾国强,卿松.基于数字积分的高通过率数字多道的研究[C].第十九届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集.2018
[4].周倩倩.基于扩展型死时间修正模型的数字多道谱仪系统的研制[D].东华理工大学.2018
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[9].孙尚清.基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器[D].东华理工大学.2017
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