【摘 要】
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多道γ能谱分析仪主要被用作获取与分析γ射线的能谱,自诞生以来就被广泛应用在国防、医学等领域当中,特别是在核探测技术领域,它更是进行基础科学研究的重要仪器。随着数字电子技术的不断发展,新型多道γ能谱分析仪具有诸多明显的优点。目前国外已经有了成型的商业化新型多道γ能谱分析仪产品,而我国在这一领域尚处于发展阶段,因此,对于新型多道γ能谱分析仪的研究具有积极意义。本文基于Altera公司的FPGA芯片EP
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多道γ能谱分析仪主要被用作获取与分析γ射线的能谱,自诞生以来就被广泛应用在国防、医学等领域当中,特别是在核探测技术领域,它更是进行基础科学研究的重要仪器。随着数字电子技术的不断发展,新型多道γ能谱分析仪具有诸多明显的优点。目前国外已经有了成型的商业化新型多道γ能谱分析仪产品,而我国在这一领域尚处于发展阶段,因此,对于新型多道γ能谱分析仪的研究具有积极意义。本文基于Altera公司的FPGA芯片EP4CE10F17C8N,对新型多道γ能谱分析仪的关键技术进行研究。首先基于γ能谱测量原理提出了一种模块化的设计方案,并对方案中主要模块的核心器件进行选型。然后设计了硬件电路,主要包括以AD9226为核心的采样电路、以FPGA和STM32为核心的信号处理电路、以W5500为核心的数据通信电路。此外重点研究了FPGA的峰值提取算法,在一般的阈值处理算法的基础上进行优化改进,提出了动态阈值处理算法,以该算法为核心设计了具有数据采集、峰值提取、数据存储、数据通信以及谱图显示等主要功能的软件系统。最后对基于上述方案设计的新型多道γ能谱分析仪进行了基本性能测试。结果表明,本文设计的新型多道γ能谱分析仪具有良好的积分非线性、微分非线性、能量分辨率以及稳定性,验证了动态阈值处理算法的可行性。
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