在辐射探测领域,多道脉冲幅度分析技术是目前获取核能谱信息的主要方法之一。传统模拟多道脉冲幅度分析器主要依赖模拟电路对探测器所采集到的核脉冲信号进行处理。模拟多道整体上大多由硬件实现,系统稳定性较差且死时间过长,从而无法获取最优的能谱分析结果,性能指标低下。伴随近年来半导体制造工艺及数字信号处理技术的不断提升,数字化多道脉冲幅度分析器凭借其处理速度快、功能适应强、总体性能稳定以及便携性高等优点逐步取代模拟多道的地位。近年来,西方发达国家对基于数字多道脉冲分析技术实现的能谱测量仪器的研制已经达到相当的高度,我国对于此方面的研究与投入仍存在显著差距。因此,本课题展开对数字化多道脉冲幅度分析器的硬件组成电路及软件处理算法的研究具有积极的工程意义。本课题的主要研究工作分为三部分,首先分析了核探测器工作原理及核探测输出信号的特性,概述了多道系统的基本架构组成以及影响系统性能指标的主要因素;其次,针对模拟核信号数字化后的处理方法进行研究改进,通过对现有的滤波成形、基线估计以及幅值提取等数字信号处理算法的分析与Matlab仿真,选择了基于Z域变换的梯形成形算法,确定了基于插值拟合平均法的基线求解方式以及直接比较法的幅值提取方式。最后,开发了以FPGA为逻辑控制核心的数字化多道脉冲分析器硬件板卡,完成对硬件电路设计以及FPGA内部逻辑功能模块的软件设计工作。可以实现从信号调理采样到基线扣除、梯形成形、堆积判弃、峰值提取输出等一系列处理操作。为实现能谱图像的实时显示以及系统性能指标的有效测试,利用C#语言开发了能谱分析软件,能够实现谱图的呈现以及解谱分析功能。系统测试结果表明,该系统不仅具有较为良好的线性指标及成谱效果,对¹³⁷Cs放射源的测量中系统能量分辨率达到7.04%,特征峰谱漂在3道以内,性能较为稳定。与传统模拟多道相比对,性能上有显著提升。