基于CPLD的低功耗數(shù)字化伽瑪能譜儀的研制.pdf

1、γ能譜測量是一種重要的核地球物理方法,廣泛應(yīng)用于鈾礦勘探、地質(zhì)填圖、油氣勘查等領(lǐng)域,在輻射環(huán)境評價、放射性樣品分析等領(lǐng)域也具有重要用途。本文源自國家“863計劃”重大項目課題(編號2006AA06A207)。
　　 傳統(tǒng)的能譜儀主要采用模擬信號處理為主,存在以下不足:(1)模擬的成形電路不能達到最佳的成形效果,而且模擬元器件隨著環(huán)境溫度變化會導(dǎo)致成形參數(shù)發(fā)生變化,不易調(diào)整。(2)在高計數(shù)的情況下存在分辨率下降,脈沖通過率低的問題

2、。(3)由于模擬模塊多,信噪比要求高,為此線性電源應(yīng)用較多,增加了整個系統(tǒng)的功耗,這給野外工作時電池供電的應(yīng)用帶來不便。為了克服上述缺點,近年來國外開發(fā)出基于FPGA和DSP架構(gòu)的數(shù)字化多道能譜儀,但其功耗相對較大,本文提出了基于CPLD架構(gòu)的一種低功耗數(shù)字化伽馬能譜儀。該儀器主要由以下幾個部分組成:
　　 (1)基于CPLD+ARM架構(gòu)的信號采集板,主要完成數(shù)字化的多道脈沖幅度分析,ADC將前置放大器輸出信號直接數(shù)字化后在CP

3、LD中完成濾波、峰值提取、抗堆積(PUR)等功能并把最后的分析結(jié)果傳輸?shù)紸RM。ARM負責(zé)在CPLD和上位機之間進行數(shù)據(jù)傳輸。
　　 (2)為了提高整個電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率,設(shè)計了全部芯片都是基于開關(guān)電源技術(shù)的電源板,主要是提供低噪聲的正負12V,正負5V,正9V。由于高壓紋波對探測器輸出信號影響較大,為此本系統(tǒng)在高壓模塊輸出端加入了電子濾波器,在降低紋波噪聲方面取的較好效果。
　　 (3)為了對采集板輸出結(jié)果進行分析,作