基于FPGA的數字多道系統實現.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、由于數字信號處理技術的日益成熟以及模數轉換器技術高速發(fā)展,數字多道相對模擬多道表現出更多優(yōu)點。數字多道系統(MCA)由于穩(wěn)定性和靈活性強,脈沖處理精度高,脈沖通過率高,脈沖幅度值提取方法可被進一步優(yōu)化。采用數字多道系統編程更加便捷,脈沖處理算法和參數的改變及調整更加靈活,其實用性強,并且數字電路較傳統模擬電路精度更高、體積更小、應用更加廣泛。影響數字多道能譜分辨率的主要問題之一是基線的波動,通常需要采用基線扣除方法來消除,但當基線上疊加

2、了高頻隨機噪聲的時候,基線的判別變得非常困難。本文通過采用最大值最小值搜索方法,巧妙地實現了脈沖峰值和基線的快速判別,使得高頻隨機噪聲的影響得以消除,提高了能譜系統的能量分辨率和計數率。
  該課題完成了基于ARM+FPGA的數字多道系統的設計,模擬電路部分的前放和線放電路分別采用Cremat公司的CR-110以及CR-200。數字多道系統部分控制器ARM采用TQ2440,數字處理芯片FPGA采用Altera公司的EP2C8Q20

3、8C8N。探測器輸出電流脈沖經前置放大電路后高斯成形,將高斯成形信號經高速ADC量化成數字信號,經 FPGA做閾值判別、尋峰、幅度值獲取、幅度值存儲。幅度值存儲數據串行傳送至 ARM,再通過 USB傳輸線傳送至上位機,在上位機上繪制出能譜。FPGA與ARM之間用總線傳輸方式進行通信,ARM與上位機之間用USB傳輸線通信, ARM驅動FPGA及USB,驅動程序的編寫及驅動模塊的生成在上位機 Linux操作系統下完成。本文中的數字編程部分在

4、 Quartus II軟件中采用Verilog HDL語言完成,電路仿真軟件采用mentor graphics公司的Modelsim6.6對尋峰算法進行了仿真。幅度值獲取算法部分分別采用了峰峰值法、平均值法、固定基線法三種算法。并對三種算法對能譜分辨的影響做了具體分析。實驗部采用241 Am放射源照射碲鋅鎘(CdZnTe)探測器,分別分析了探測器在幾種等差高壓值下能譜分辨率的變化趨勢及原理。
  該系統采用很好的人機交互模式,由A

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