导读:本文包含了多道脉冲幅度分析仪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:双路,多道,FPGA,STM32F4
多道脉冲幅度分析仪论文文献综述
王志鹏[1]（2019）在《基于FPGA的多道脉冲幅度分析仪》一文中研究指出现如今全球气候变暖、海平面上升,各种地质灾害频发,特别是核泄漏事故,严重威胁到了人类的生存。核信息的获取与处理在许多基础科学研究和应用科学研究中都有重要的意义。放射性物质的能谱具有一定的规律性,可以通过对放射性物质的辐射进行测量从而对放射性物质的性质有一定的了解。核探测器在地球科学、核能利用、航天、医学、生物、化学、环境科学中广泛使用~([1])。已经成为核能领域的关键的科学检测仪器,在很多领域里,特别是放射性物质检测领域中起到了至关重要的作用,而且对我国经济社会发展具有十分重要的意义。它正在朝着数字化、智能化的方向发展。本文设计的双路多道核放射性检测系统,以14位型号为AD9643BCPZ-170的芯片作为模数转换(ADC)的模块,以美国Xilinx公司出品的Spartan-6 FPGA系列中型号为XC6SLX45的FPGA作为脉冲计数存储和控制模块,以意法半导体公司出品的基于Cortex?-M4为内核的STM32F4系列高性能微控制器搭建控制和网络接口模块。系统包括前级衰减电路、峰值检测和保持电路、单端信号转差分信号电路、ADC模数转换电路、FPGA计数和存储电路、控制电路、ARM网络接口电路、数据传输电路以及LabVIEW上位机。在数据传输环节中,为了高效率传输得到数据,使用了TCP(传输控制协议)来实现。它应用了很多数字电子技术和模拟电子技术、计算机技术、信号与系统等基本原理。主要的特点有以并行能力强的FPGA为核心、双路探测、2048道计数、高速、高集成度、高精确度、低功耗、环境适应能力强、便携、操作灵活等。LabVIEW上位机对能谱信息进行放大、缩小、平滑、ROI计数、寻峰等操作,使得能谱信息准确清晰方便的显示。对铀235放射性测试的结果中,上位机清晰显示出各个道址计数值。启动、停止、门控、通信状态、发送指示灯状态、感兴趣区的能谱图的放大、缩小、移动以及ROI计数、能谱平滑、寻峰、保存数据等功能运行正常。显示结果比较可靠,各个参数表现优良,整体性能良好,系统稳定运行,达到了预期设定的各项目标。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-04-01）
杨剑[2]（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）
刘海峰[3]（2015）在《高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统设计及实现》一文中研究指出多道脉冲幅度分析是核辐射能谱测量的一种基本方法。20世纪90年代以来,多道脉冲幅度分析技术开始逐步向着数字化方向发展,性能优越的数字化多道取代模拟多道已成为技术发展的必然趋势。利用数字信号处理技术完成核脉冲信号的滤波成形与幅度提取是数字化多道的核心技术,也是与模拟多道的主要区别。为了开展国产数字化(本文来源于《中国原子能科学研究院年报》期刊2015年00期）
米耀辉,周锡华,姜作喜,王蓬,王鑫[4]（2014）在《基于交叉采样技术的多道脉冲幅度分析仪设计》一文中研究指出为提高核脉冲信号幅度分析精度,本文设计的多道脉冲幅度分析仪采用多片AD7626交叉采样方式提高系统的实时采样率,弥补单片ADC芯片低采样率的不足;使用时钟分配芯片AD9522为时间交叉采样提供精确的转换时钟;FPGA上构建SOPC系统和各功能模块实现时间交叉采样的控制、数字信号读取重组以及脉冲幅度数字化分析处理。通过对设计的多道脉冲幅度分析仪进行谱线采集测试,结果表明其可应用于伽玛能谱测量领域。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2014年12期）
李逢伟[5]（2014）在《基于FPGA和USB的数字化多道脉冲幅度分析系统》一文中研究指出在核物理实验中,获取核信息的主要途径之—是核能谱的获取和分析,多道脉冲幅度分析器是能谱获取的核心部件,其性能直接影响着测量的精度和准确度。随着高速ADC芯片、可编程门阵列(CPLD. FPGA等器件)的发展,数字化多道脉冲幅度分析器以其设计灵活、滤波成形能力强、处理速度快、抗干扰能力强等优点,逐渐成为脉冲谱仪技术的重要发展方向之一。本文基于Altera公司的Stratix III EP3SL150N开发板,采用ADC+FPGA+USB配合上位机软件协同工作的方案,设计一套数字化多道脉冲幅度分析系统。ADC芯片采用AD9254, FPGA芯片的设计采用软、硬件结合的方式,设计一个基于FPGA的片上处理器系统,主要完成阈值甄别、滤波成形、脉冲峰值提取、数据存储、数据传输控制等功能。USB芯片采用EZ_USB_CY7C68013A芯片,负责数据的传输。上位机软件采用NI VISA驱动USB芯片,通过Labview软件读取、存储USB芯片上传的数据,Mat lab软件设计的程序完成最后的数据的统计、计算及能谱的显示功能。整个系统采用流水线的结构,能对输入信号进行实时的滤波成形、在线的数据处理与能谱显示。经实验测试,所设计的多道系统的多项性能指标都在多道分析器设计的性能指标内,实际测量的137Cs、60Co的能谱具有较好的能量分辨率和线性。(本文来源于《兰州大学》期刊2014-05-01）
肖宪东,龚亚林,张伟,张建,佟超[6]（2014）在《多道脉冲幅度分析器在中子活化多元素在线分析仪中的应用》一文中研究指出介绍了基于脉冲幅度分析器的中子活化多元素在线分析仪中在有色金属领域的应用。中子活化多元素在线分析仪应用到有色金属领域,可以提高生产过程的控制指标、提高生产效率、节约生产成本,对有色金属领域的生产过程具有重要意义。(本文来源于《有色金属(矿山部分)》期刊2014年02期）
陈杰[7]（2013）在《基于DSP的多道脉冲幅度分析技术研究》一文中研究指出多道脉冲幅度分析技术有着较广的应用领域,如脉冲信号分析,光谱分析以及核辐射信号分析等。现今,多道脉冲幅度分析仪器(MCA)已经在环境监测、精细化学分析、医疗(例如骨质疏松测量、脉搏检测分析)等行业中有着较多应用。近年来,随着芯片技术的发展,脉冲幅度分析技术已取得突飞猛进的发展,尤其是单片机技术、FPGA技术,特别是DSP技术的发展和应用,带动了脉冲幅度分析技术的发展,使得脉冲幅度分析仪器朝着智能化、小型化发展。本文就是对DSP芯片及其相关技术在多道脉冲幅度分析中的应用展开研究,设计出了前端信号调理与采集硬件电路,并整合DSP开发板实现了多道脉冲幅度采集分析系统硬件实现,也设计出了DSP程序和主机端的应用软件。论文完成的主要工作在于：根据相关文献和资料,做出本课题的研究方案；根据所测量分析脉冲信号的特点,通过理论计算和Matlab软件仿真,设计出脉冲成形放大电路和峰值甄别电路,并进行了Protel电路仿真,达到设计要求；根据精度和线性度要求和电路接口特性,选择合适的ADC,根据和DSP通信的时序要求,选择ADC工作模式,设计接口电路；通过Protel软件设计并制作前端信号调理与采集硬件电路板；编写DSP端主程序实现模数转换数据读取控制和存储；参考USB协议和DSP的USB模块文档,编写DSP端USB枚举和通信程序；应用VC编写主机端的USB通信、数据获取和显示程序。本文所实现的基于DSP的多道脉冲幅度采集分析系统,实现了整个能谱数据获取、USB接口通信链路和能谱数据初步分析和显示等技术,为便携式能谱分析仪器的实现打下硬件和软件技术基础,解决了其中的关键技术。(本文来源于《北京化工大学》期刊2013-05-23）
李海,李翔,刘才学[8]（2010）在《基于ARM微处理器的多道脉冲幅度分析系统设计》一文中研究指出介绍了一种以嵌入式ARM微处理器为平台的多道脉冲幅度分析系统的设计方案,嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的引入可增强系统的实时性、稳定性,提高系统的集成度。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2010年10期）
蒋连军,梁飞,唐世彪,梁平,晏骥[9]（2010）在《基于USB2.0新型分时多道脉冲幅度分析系统研制》一文中研究指出设计研制了一套基于USB2.0接口的分时多道脉冲幅度分析系统。分时多道是一种新型的核电子学仪器,不仅具有普通多道的基本功能,还可以不间断地获取分时谱数据,实现连续测谱,突破了传统多道的局限。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2010年06期）
蒋连军[10]（2009）在《基于USB2.0的分时多道脉冲幅度分析系统研制》一文中研究指出本文设计研制了一套基于USB2.0接口的分时多道脉冲幅度分析系统。分时多道是一种新型的核电子学仪器,不仅具有普通多道的基本功能,还可以不间断地获取分时谱数据,实现连续测谱,并且测谱时间不丢失。通过比较各个分时谱,分时多道可以测量出某物理过程所产生的能谱随时间的变化过程,突破了传统多道的局限。在功能上,分时多道具有以下新特点:分时多道一次测量能够获得多个分时谱数据和一个总谱数据,并且分时谱的数据量和总谱数据量相同。分时多道可以记录一个反应过程中反应的剧烈程度随时间变化的关系。分时多道可以实现ms级的测量,最小每25ms可以获得一个分时谱数据。分时多道可以实现测量时间不丢失的连续自动测量,能够保证获得谱数据的连续性和测量时间的连续性.分时多道改变了普通多道不能对极短时间内的谱进行测量的缺陷,并且实现了实时全自动的测量、传输和存储;更可贵的是,既保证了分时谱数据的及时存储,又保证测量时间不丢失,保证了总谱的完整性。分时多道也能够对多个谱进行纵向比较,从而了解和掌握核反应过程在时间轴上的变化关系。所以分时多道的研究工作是非常有意义的。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2009-04-18）
多道脉冲幅度分析仪论文开题报告
（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：
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%。
（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。
多道脉冲幅度分析仪论文参考文献
[1].王志鹏.基于FPGA的多道脉冲幅度分析仪[D].郑州大学.2019
[2].杨剑.高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制[D].成都理工大学.2017
[3].刘海峰.高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统设计及实现[J].中国原子能科学研究院年报.2015
[4].米耀辉,周锡华,姜作喜,王蓬,王鑫.基于交叉采样技术的多道脉冲幅度分析仪设计[J].核电子学与探测技术.2014
[5].李逢伟.基于FPGA和USB的数字化多道脉冲幅度分析系统[D].兰州大学.2014
[6].肖宪东,龚亚林,张伟,张建,佟超.多道脉冲幅度分析器在中子活化多元素在线分析仪中的应用[J].有色金属(矿山部分).2014
[7].陈杰.基于DSP的多道脉冲幅度分析技术研究[D].北京化工大学.2013
[8].李海,李翔,刘才学.基于ARM微处理器的多道脉冲幅度分析系统设计[J].核电子学与探测技术.2010
[9].蒋连军,梁飞,唐世彪,梁平,晏骥.基于USB2.0新型分时多道脉冲幅度分析系统研制[J].核电子学与探测技术.2010
[10].蒋连军.基于USB2.0的分时多道脉冲幅度分析系统研制[D].中国科学技术大学.2009