高速X光譜測量系統(tǒng)的設計與開發(fā).pdf

1、工業(yè)計算機層析成象技術，簡稱ICT（Industrial Computed Tomography），其基本原理與醫(yī)用CT相似，均是基于射線檢測的原理。由于工業(yè)X-CT (X-Ray Computed Tomography)系統(tǒng)中使用的X射線是多色譜，能量不同的X射線與物質作用的機理不同，將產(chǎn)生射線（束）硬化（Beam Hardening），從而引起CT圖象的“壓杯（Cupping）”偽象(Artifact)。在這種情況下，如果了解X射線

2、（即X光）與不同物質作用前、后的能譜變化情況，就能夠對CT圖象進行適當?shù)挠不Ｕ?。X射線的能譜可由X射線譜儀進行測量，本論文研究一種基于PCI總線的高速X光譜測量系統(tǒng)。 論文在充分比較了國內外X光譜數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的基礎上，為實現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的快速測量，及時為CT圖象校正提供數(shù)據(jù)，選擇了PCI總線作為高速X射線光譜測量系統(tǒng)的接口方案。首先，論文對X光探測及其測量系統(tǒng)作了大量的文獻調研，在理論上保證了整個方案的可行性；其次，采用CMOS

3、器件對探測器輸出的模擬信號進行濾波、放大、峰值甄別處理；第三，根據(jù)脈沖信號的幅頻特性，選擇低功耗高速的A/D器件，實現(xiàn)X光譜的4096道測量；第四，利用CPLD（復雜可編程邏輯器件）芯片和 Quartus II 軟件，設計并實現(xiàn)了整個硬件電路的時序控制，并且實現(xiàn)對幅值電路的控制；第五，利用PCI9030的特性，設計了PCI總線，實現(xiàn)PCI局部總線與雙口RAM之間數(shù)據(jù)的高速傳輸。為縮短開發(fā)周期，采用 PLX 公司的 PCI9030 開發(fā)套

4、件實現(xiàn) PCI 總線設計，并且在系統(tǒng)硬件平臺調試時，也利用此套件所提供的SDK（Software Development Kits）來完成對X光譜數(shù)據(jù)的測試。另外，使用Mentor公司的高速信號分析工具軟件Hyperlynx 來對PCB上高速信號進行信號完整性設計，提高了系統(tǒng)電路的質量。 論文在完成高速硬件平臺的設計后，為了使硬件平臺具有可移植性，實現(xiàn)將來的嵌入式設計，采用 DriverStudio+VisualC++ 軟件對