《基于DSP的高速核信号波形采集电路的研制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DSP的高速核信号波形采集电路的研制（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Y7 7 5 7 4 8基于D S P 的高速核信号波形采集电路的研制粒予物理与原子核物理专业研究生：刘国华指导教师：杨朝文本论文基于T I 公司的T M S 3 2 0 C 6 2 0 5D S P 芯片，以及高速的A D 采样芯片，设计完成了适用于直接对核信号波形进行采样的、具有P C I 总线的接口卡。最高采样频率达到4 0 M H z ，适合一般核探测器输出信号的波形采集。对数据采集系统的硬件电路设计进行了详细的讨论，给出了具体的原理图和印制电路板图。研制成功了有较高实用价值的接1 3 电路。在C C S 软件平台上开发成功了配套使用的D S P 软件。并将软、硬件系统集成调试成功。最
2、后对不同频率的模拟信号进行采样，在输入1 0 M H z 方波情况下，采样结果与输入信号基本一致，得到了预期的结果。随着计算机技术与大规模集成电路技术的发展，在现代核电子学测量中，正在大量使用超大规模集成电路与高速实时处理软件组成的系统取代传统的模拟测量系统。在这样的系统中，是对整个核信号的波形进行采样，然后进行实时的分析处理。因此，核信号波形的采集是系统的基础，实时分析处理软件是核心。本接口电路完全能够用于实际的核探测器信号波形的采集与分析，在此基础上，采用速度更高的A D 芯片进行设计，将可以用于辐射探测器快信号的波形采样，因此，本论文工作对于核信号波形采样与处理、对于新型核测量系统的研制
3、都具有重要的意义。不仅如此，该接口电路配合适当的D S P 核I i , 软件和上层计算机系统软件，完全可以应用于其它领域，如医学诊断、工业无损检测等领域的信号采样与分析。关键字：核信息获取与处理，核信号波形采样，数字信号处理，D S P ，P C I 接口D e v e l o p m e n to fH i g h s p e e dN u c l e a rP u ls eS h a p eA c q u i s i t i o nC i r c u i tB a s e do nD S PM a j o r ：P a r t i O ea n dN u c I e a rP h y s
4、 i c sG r a d u a t e ：L I UG u o h u aS u p e r viS O t ：Y A N GC h a e - w e nT h iSp a p e rf in is h e si n t e r f a c ec a r dw it hP C Ib u sb a s e do nT M S 3 2 0 C 6 2 0 5D S Po fT Ia n dh i g h s p e e dA Ds a m p t i n gc h i p ，i ti ss u i t a b l ef o rn u c t e a rp u l s es h a p ed
5、i r e c ta c q u i s i t i o n S u p r e m es a m p l i n gf r e q u e n c yr e a c h e s4 0 M H z ，i tiSS U i t a b l ef o rs h a p ec o l i e c t i O no fg e n e r a ln u c l e a rd e t e c t o rO U t p u ts i g n a l T h i St h e s iSd i s c u s S e st h eh a r d w a r eC i r c u i to ft h ed a t
6、 aa c q u i S i i o ns y s t e mi nd e t a i1 p r o v i d e st h ec o r i C f e t es c h e m a ti Cp i c t u r ea n dp r in t e dC i r c u i tb o a r dp i c t u r e S u c c e e di nd e v e l o p i n gt h ei n t e r f a c ee i r c u i tw i t hh i g h e rp r a c t i c a lv a l u e D e v e l o p e ds u
7、 c c e s s f u l l yf o r m i n gas e to fD S Ps o f t w a r eu s e dO f C O Ss o f t w a r ep l a t f o r m A n di t i Ss u c c e s s f u lt od e b u gt h es y s t e mi n t e g r a ti o no ft h es o f t w a r ea n dh a r d w a r e S a m p l et ot h ea n a l o gs i g n a lo fd if f e r e n tf r e q
8、u e n c yf i n a l l y ，i ni n p u tt h es q u a r ew a v eo f1 0 M H zc a s e s ，s a m p l e dr e s u l ta n di n p u ts i g n a la r eu n a n i m o u sb a s i e a t l y ，r e c e i v et h ea n t i c i p a t e dr e s u l t +W i t ht h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g yo ft h ec o m p u t e
9、 ra n dI a r g es c a l ei n t e g r a t e dc i r c u itt e c h n o l o g y ，i nm o d e r nn u c l e a re l e c t r o n i c sm e a s u r e m e n t ，u s et h es y s t e mo fv e r yl a r g es c a l ei n t e g r a t i o ne i r c u ta n dh i g h s p e e dr e a l t i m ep r o c e s s i n gs o f t w a r e
10、t or e p l a c et h et r a d i t i o n a la n a l o gm e a s u r i n gs y s t e m I ns u c hf ls y s t e m ，s 嬲p l et ot h ew a v ef o r mo ft h ew h o l en u c l e a rs i g n a l ，t h e nc a r r yo nr e a l t i m ea n a l y s i n ga n dp r o c e s s i n g S o ，w a v ef o r ma c q u i s i t i o no f
11、 ln u c l e a rs i g n a li saf o u n d a t i o no fs y s t e m 。i ti sac o r et or e a l t i m ea n a l y s i n ga n dp r o c e s s i n gs o f t w a r e ，T h i si n t e r f a c ec i r c u i tc a nb eu s e di na c q u i s i t i o na n da n a l y s i so ft h er e a ln u c l e a rd e t e c t o rs i g
12、n a lw a v ef o r m ，o nt h i sb a s i s ，a d o p th i g hs p e e dA Dc h i p ，c a nu s e di nr a d i a t i o nd e t e c t o rq u i c kw a v ef o r mo fs i g n a ls a m p l i n g S o 。t h ist h e s i sh a si m p o r t a n tm e a n i n g st on u c l e a rs i g n a ls h a p es a m p li n ga n dp r o c
13、 e s s in g ，t ot h er e s e a r c ho ft h en e w t y p en u c l e a rm e a s u r i n gs y s t e m M o r e o v e r ，t h i si n t e r f a c ec i r c u i tc o o p e r a t e sw i t hp r o p e rD S Pk e r n e ls o f t w a r ea n du p p e rc o m p u t e rs y s t e m ss o f t w a r e ，c a r la p p l yt oo
14、 t h e rf i e l d s ，f o ri n s t a n c et h em e d i c a ld i a g n o s i s ，i n d u s t r y1 0 s s l e s se x a m i n i n ga n dm e a s u r i n g ，e t c ，s a m p l e sa n da n a l y s e ss i g n a l K e yW o r d s ：n u c l e a ri n f o r m a t i o na c q u i s it i o na n dp r o c e s s i n g ，n u
15、 c l e a rs i g n a ls h a p es a m p li n g ，d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n g ，D S P ，P C Ii n t e r f a c e删川大学硕士学位论文第一章绪论1 1 核探测器信号的一般特征在现代核物理实验中，核电子学研究的是如何处理和分析核辐射探测器给出的电信号。这些信号携带着粒子或者相关核过程的信息。例如，信号的幅度可能代表粒子的能量：信号的形状可能反映粒子类别；信号的时间关系可能代表激发态寿命，或者反映出粒子飞行速度和径迹的空间分布：电脉冲信号的计数率则代表辐射强度。所以，了解核
16、辐射探测器信号的特征以及如何来采集这些信号是核信息获取与处理的关键。原子核发生衰变时会发出n 、B 、Y 等各种射线和粒子，发生反应时将可能产生各种其它粒子。为了探测这些粒子以及它们所携带的信息，人们根据射线与物质相互作用的规律，设计研制了各种类型的射线探测器。探测器大致可分为两个类型：径迹型和信号型。1 径迹型探测器能给出粒子运动的径迹，有的还能测出粒子的速度和性质。如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室，这些探测器大多用于高能核物理实验。2 信号型探测器是当一个辐射粒子到探测器时，探测器能能够给出一个信号。根据工作原理，又可分为一下几种：气体探测器；半导体探测器；闪烁探测器。下面把我们在实验室中用到的闪烁探测器介绍如下：闪烁探测器的工作物质是有机或无机的晶体，射线与闪烁体相互作用，会使其电离激发而产生荧光，从闪烁体出来的光子与光电倍增管的光阴极发生光电效应而击出光电子，光电子在光电倍增管中倍增，形成电子流并在阳极负载上产生电信号，如N a I ( T 1 )单晶Y 射线探测器。以N a I ( T 1 )
