一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，包括第一脈沖整形單元、第二脈沖整形單元、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、算法設(shè)計(jì)單元以及數(shù)據(jù)傳輸單元；第一脈沖整形單元連接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，第二脈沖整形單元連接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均連接算法設(shè)計(jì)單元，算法設(shè)計(jì)單元連接數(shù)據(jù)傳輸單元。本發(fā)明利用兩個(gè)脈沖整形單元和兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元形成兩條通道，通過(guò)FPGA芯片進(jìn)行脈沖尋峰算法和數(shù)字恒比定時(shí)算法，獲取能量信息和時(shí)間信息，提高了信號(hào)處理過(guò)程的靈活性，可以針對(duì)不同的輸入信號(hào)給出不同的參數(shù)設(shè)置，增強(qiáng)了設(shè)備的通用性，使用一套系統(tǒng)可以用于不同場(chǎng)合不同信號(hào)能譜和時(shí)間譜的測(cè)量。
【專利說(shuō)明】
一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種數(shù)字化核譜儀，具體是一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在核技術(shù)應(yīng)用中，通常需要獲取粒子或射線的能量和時(shí)間信息。粒子或射線的精確時(shí)間信息是采用恒比定時(shí)甄別器來(lái)獲得，能量信息是通過(guò)積分放大器來(lái)獲得。恒比定時(shí)甄別器目前主要是采用模擬恒比定時(shí)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用模擬定時(shí)電路給出定時(shí)信號(hào)，再由時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行量化，通過(guò)上位機(jī)對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，可以獲得所需要的時(shí)間能譜，其模擬電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備龐大，并且功能單一，只能進(jìn)行時(shí)間譜測(cè)量，無(wú)法測(cè)試精確的能譜。積分能譜放大器雖然可以計(jì)算出粒子或射線的能譜，但無(wú)法獲得精確時(shí)間信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，同時(shí)進(jìn)行粒子或射線的能譜和時(shí)間譜的測(cè)量，而且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線處理。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，包括用于對(duì)探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理的第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于實(shí)現(xiàn)恒比定時(shí)算法和脈沖尋峰算法的算法設(shè)計(jì)單元，用于將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端進(jìn)行離線處理、分析和保存的數(shù)據(jù)傳輸單元；
[0006]所述的第一脈沖整形單元連接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的第二脈沖整形單元連接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均連接算法設(shè)計(jì)單元，所述的算法設(shè)計(jì)單元連接數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述的第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元均包括用于將探測(cè)器輸出信號(hào)放大的放大器，用于對(duì)信號(hào)極零相消的極零相消芯片，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理的貝塞爾濾波器，用于對(duì)信號(hào)單端轉(zhuǎn)差分的單端轉(zhuǎn)差分芯片;所述的放大器連接極零相消芯片，所述的極零相消芯片連接貝塞爾濾波器，所述的貝塞爾濾波器連接單端轉(zhuǎn)差分芯片。
[0008]進(jìn)一步地，所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0009]進(jìn)一步地，所述的算法設(shè)計(jì)單元采用FPGA芯片。
[0010]進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元包括以太網(wǎng)接口和USB接口。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用兩個(gè)脈沖整形單元和兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元形成兩條通道，通過(guò)FPGA芯片進(jìn)行脈沖尋峰算法和數(shù)字恒比定時(shí)算法，獲取能量信息和時(shí)間信息，提高了信號(hào)處理過(guò)程的靈活性，可以針對(duì)不同的輸入信號(hào)給出不同的參數(shù)設(shè)置，降低了儀器設(shè)計(jì)的難度，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)計(jì)軟件化，提高了系統(tǒng)的集成度，增強(qiáng)了設(shè)備的通用性，使用一套系統(tǒng)可以用于不同場(chǎng)合不同信號(hào)能譜和時(shí)間譜的測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0013]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]如圖1-2所示，本發(fā)明提供了一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，包括用于對(duì)探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理的第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于實(shí)現(xiàn)恒比定時(shí)算法和脈沖尋峰算法的算法設(shè)計(jì)單元，用于將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端進(jìn)行離線處理、分析和保存的數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0017]第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元均連接探測(cè)器，第一脈沖整形單元連接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，第二脈沖整形單元連接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均連接算法設(shè)計(jì)單元，算法設(shè)計(jì)單元連接數(shù)據(jù)傳輸單元，數(shù)據(jù)傳輸單元連接計(jì)算機(jī)終端。
[0018]第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元均包括用于將探測(cè)器輸出信號(hào)放大的放大器，用于對(duì)信號(hào)極零相消的極零相消芯片，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理的貝塞爾濾波器，用于對(duì)信號(hào)單端轉(zhuǎn)差分的單端轉(zhuǎn)差分芯片，其中放大器連接極零相消芯片，極零相消芯片連接貝塞爾濾波器，貝塞爾濾波器連接單端轉(zhuǎn)差分芯片。
[0019]第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將脈沖整形單元輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出到算法設(shè)計(jì)單元。
[0020]算法設(shè)計(jì)單元采用FPGA芯片，通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波、去除基線和脈沖尋峰算法獲取能量信息，通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字恒比定時(shí)算法獲取時(shí)間信息，以全數(shù)字化手段完整保留核事件的全部現(xiàn)場(chǎng)信息，能夠一次測(cè)量從脈沖序列中獲取能量、時(shí)間、粒子類型等整套信息，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，算法調(diào)整方便。
[0021]數(shù)據(jù)傳輸單元包括通過(guò)以太網(wǎng)連接終端計(jì)算機(jī)的以太網(wǎng)接口和通過(guò)USB數(shù)據(jù)線連接終端計(jì)算機(jī)的USB接口。
[0022]當(dāng)對(duì)粒子進(jìn)行能量測(cè)量時(shí)，第一脈沖整形單元和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元形成第一通道，第二脈沖整形單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元形成第二通道，模擬信號(hào)數(shù)字化后進(jìn)入到算法設(shè)計(jì)單元中，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，去除基線和脈沖尋峰計(jì)算，最終計(jì)算出脈沖的能量峰值，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元，把計(jì)算的得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端，對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理、分析和保存。
[0023]當(dāng)對(duì)粒子進(jìn)行時(shí)間測(cè)量時(shí)，第一脈沖整形單元和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元形成第一通道，輸入start信號(hào)，第二脈沖整形單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元形成第二通道，輸入stop信號(hào)，這一對(duì)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后進(jìn)入到算法設(shè)計(jì)單元，再分別對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行濾波，去除基線和數(shù)字化恒比定時(shí)計(jì)算，最終得到start和stop通道的時(shí)間差，在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端，并對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，就可以得到時(shí)間譜。
[0024]本發(fā)明利用兩個(gè)脈沖整形單元和兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元形成兩條通道，通過(guò)FPGA芯片進(jìn)行脈沖尋峰算法和數(shù)字恒比定時(shí)算法，獲取能量信息和時(shí)間信息，提高了信號(hào)處理過(guò)程的靈活性，可以針對(duì)不同的輸入信號(hào)給出不同的參數(shù)設(shè)置，降低了儀器設(shè)計(jì)的難度，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)計(jì)軟件化，提高了系統(tǒng)的集成度，增強(qiáng)了設(shè)備的通用性，使用一套系統(tǒng)可以用于不同場(chǎng)合不同信號(hào)能譜和時(shí)間譜的測(cè)量。
[0025]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0026]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，其特征在于:包括用于對(duì)探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理的第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于實(shí)現(xiàn)恒比定時(shí)算法和脈沖尋峰算法的算法設(shè)計(jì)單元，用于將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端進(jìn)行離線處理、分析和保存的數(shù)據(jù)傳輸單元； 所述的第一脈沖整形單元連接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的第二脈沖整形單元連接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均連接算法設(shè)計(jì)單元，所述的算法設(shè)計(jì)單元連接數(shù)據(jù)傳輸單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，其特征在于:所述的第一脈沖整形單元和第二脈沖整形單元均包括用于將探測(cè)器輸出信號(hào)放大的放大器，用于對(duì)信號(hào)極零相消的極零相消芯片，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理的貝塞爾濾波器，用于對(duì)信號(hào)單端轉(zhuǎn)差分的單端轉(zhuǎn)差分芯片;所述的放大器連接極零相消芯片，所述的極零相消芯片連接貝塞爾濾波器，所述的貝塞爾濾波器連接單端轉(zhuǎn)差分芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，其特征在于:所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元均采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，其特征在于:所述的算法設(shè)計(jì)單元采用FPGA芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道多功能數(shù)字化核譜儀，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)傳輸單元包括以太網(wǎng)接口和USB接口。
【文檔編號(hào)】G01T1/36GK106054236SQ201610560004
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】陳偉, 葉波, 成斌
【申請(qǐng)人】安徽核芯電子科技有限公司