[發明專利]一種基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器電路

在審

• 申請號: 201611030514.7
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108089222A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 邢筱丹
• 申請（專利權）人: 邢筱丹
• 主分類號: G01T1/17
• 分類號: G01T1/17;G01T1/175
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器電路，適用于探測器領域。電路由模擬前端及A/D轉換電路、CPLD片內電路、USB接口電路和電源保護電路組成。電路結構緊湊，體積小，工作穩定，適應性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干擾性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器電路，適用于探測器領域。

背景技術

在核輻射測量中，核輻射探測器輸出的脈沖信號幅度和入射粒子的能量成正比關系，通過測脈沖信號的幅度就可以知道入射射線的能量。多道脈沖幅度分析器的基本原理是將脈沖幅度范圍平均分成n(多道脈沖幅度分析器的道數)個幅度間隔，通過將模擬脈沖信號轉化成與其幅度對應的數字量，對落在各個幅度間隔內的脈沖分別計數，經過一段時間的累積，就可得到核輻射探測器輸出的脈沖幅度的分布曲線。

傳統在線核譜儀中的MCA通常采用的是模擬分析技術。它的一般實現方法是先將探測器輸出信號作電荷積分預放大,再作線性放大，峰值展寬后送入較慢速度的AD變換器分析和記錄。其抗干擾能力和靈活性都較差，難以適應工業現場惡劣的環境和實現粒子信號鑒別、堆積信號恢復等功能。ADC的速度、邏輯控制、高速信號處理一直是MCA數字化的“瓶頸”。而今，高速ADC、DSP、FPGA等新器件、新技術的發展已近成熟,完全能夠解決前面提出的“瓶頸”問題。脈沖信號放大后，不再通過閾值甄別電路和峰值檢測電路展寬脈沖峰值,而是由高速ADC實時采樣,經DSP和FPGA處理后得到精確的數字峰值。因此，精度高，性能好的DMCA將能得到廣泛的應用。

多道能譜分析儀是采用核分析方法分析物質成分和含量的儀器。多道脈沖幅度分析器是多道能譜分析儀測量的關鍵部件。多道脈沖幅度分析器不僅能自動獲取能譜數據，而且一次測量就能得到整個能譜，因此可大大減少數據采集時間，與此同時，其測量精度也顯著提高。自從20世紀50年代以來，多道脈沖幅度分析器發展迅速，現在已成為獲取核能譜數據的通用儀器。

多道分析任務是將被測量的脈沖幅度范圍平均分成2n個幅度間隔，然后測量幅度在每一個幅度間隔內的輸入脈沖個數，最后得到輸入信號的脈沖幅度分布曲線。其測量采用的是計算機技術中的A/D模數變換及數據存儲技術。

發明內容

本發明提供一種基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器電路，電路結構緊湊，體積小，工作穩定，適應性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干擾性和可靠性。

本發明所采用的技術方案是：

基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器電路由模擬前端及A/D轉換電路、CPLD片內電路、USB接口電路和電源保護電路組成。

所述模擬前端及A/D轉換電路中，核探測器輸出的信號經過極零相消電路后送入低噪聲運放OPA843進行放大，整形后送入A/D轉換芯片AD9224，AD9224在40MHz時鐘的控制下持續不斷地對信號進行采集，采集的數據直接送CPLD進行處理。

A/D轉換電路采用Analog Devices公司的AD9224是一款12位高精度高速模數轉換器，由+5V模擬電壓供電，+3V或+5V數字電壓供電，片內提供參考電壓和高性能的采樣保持放大器；采樣速率40MHz，輸入信號可以采用單端輸入也可以采用差分輸入。本設計采用單端輸入直流耦合方式，輸入信號范圍為0~4V。

所述CPLD片內電路設計采用CPLD和單片機相結合的方式，由CPLD完成對脈沖數據的脈沖甄別和尋峰，由單片機讀取峰值數據進行分類計數。單片機只需滿足最大脈沖速率的分類計數要求即可，因此大大降低了對單片機性能的要求。