数字化谱仪是核辐射测量分析的一个关键部件,在特殊的核辐射测量场合,往往会使用到多种类型核辐射探测器同步测量多种核辐射信息,实现核素衰变纲图测量等功能。为此需要设计多通道数字化谱仪,目前也是国内外研究的热点。现今主流的多通道数字化谱仪主要由国外厂商制造,多采用相同采样率方式设计,并不能完美适配不同核辐射探测器的测量要求。本文针对多种核辐射探测器的多参数测量需求,开发完成基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪系统的软硬件系统,该系统不同于传统多通道数字化谱仪,设计了三种类型不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡,每张嵌入式核信号处理ADC板卡在硬件和软件接口上完全兼容,且在模拟电路与数字信号处理部分都是完全电气隔离,保证了通道间最低的串扰,仅在数字通信接口部分实现共地相连。不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡可适配不同类型核辐射探测器,从而获得比传统相同采样率多通道板卡更加优异的灵活性、适配性以及测量效果。本文设计的基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪具备六通道同步测量功能,各个通道可设置为原始波形模式、成形波形模式和粒子数据模式(列表模式)三种工作模式;设计专用时钟同步电路,通道间时钟同步精度小于5ns;谱仪集成低噪声前放电源,采用标准NIM接口,输出±12(1与±24(1前放电源电压,噪声低于1m VRMS;谱仪与上位机软件通过高速USB3.0接口进行数据传输,通信速度可达360MBps;六通道谱仪各个测量通道最高计数率可达500kcps;针对美国ORTEC公司GEM40P4-76型高纯锗探测器能量分辨率测试为0.136%@1.33Me V,针对?508)8)×458)8)溴化镧探测器分辨率测试为2.8%@662ke V,?458)8)×508)8)溴化铈探测器分辨率测试为4.28%@662ke V;谱仪具备上升时间、下降时间测量功能。本文的主要研究内容如下:1.设计了三种不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡,包括80MSPS、250MSPS和500MSPS三种采样率。为保证核辐射测量的高能量分辨率,设计数字梯形成形算法等实现信号幅度的准确提取。为保证核辐射测量的高时间分辨率,设计数字恒比定时算法实现对信号到达时间的准确提取。2.设计多通道高速数据传输主控底板,采用USB3.0接口与上位机通信,实现测量数据的稳定可靠传输。主控底板支持六通道嵌入式核信号处理ADC板卡连接,通过基于FT601Q设计的USB3.0电路与上位机软件进行通信,传输速度可达360MBps。3.设计同步时钟与触发电路。为了保证系统各个通道数据测量的时间同步性,设计专用时钟同步与触发电路,向各个通道提供统一的时间基准,时间同步精度小于5ns。4.采用隔离式电源设计方案,并设计低噪声前放电源。为了保证系统的每个测量通道的相互独立性,降低相互之间的干扰,利用线性变压器设计隔离式电源系统,并根据NIM接口标准向探测器前放电路提供低噪声的±12V和±24V电源电压。5.List-mode列表数据测量模式。嵌入式核信号处理ADC板卡对核信号在探测器中产生的粒子事件的多参数粒子信息测量,包括粒子事件上升时间、下降时间、到达时间、能量、强度、位置等多个参量,通过列表数据包方式(Listmode)传输至上位机软件,再进行分析处理,可以实现数据测量重现和数字符合与反符合测量。