多道脈沖分析器原理與結(jié)構(gòu)(參考版)
2025-06-19 02:05本頁(yè)面
【正文】 。因此，在多道脈沖幅度分析器的設(shè)計(jì)時(shí)，選用高精度的12位A/D轉(zhuǎn)換器AD7994，在實(shí)際工作中，采用“并道”的辦法，每4道并作1道，則道寬非線性即可降低原來(lái)的1/4。 表42幾種不同A/D芯片參數(shù)比較綜合對(duì)多道脈沖幅度分析器的ADC芯片的主要性能指示如轉(zhuǎn)換速度，功耗，轉(zhuǎn)換精度等的考慮，本系統(tǒng)選用了ADI公司的AD7994, AD7994是4通道12位低功耗逐次逼近式ADC，通過(guò)工IC總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，選擇器件地址及接口模式。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路作為多道脈沖幅度分析器的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的能量分辨率和轉(zhuǎn)換精度等參數(shù)。4. 1. 3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是核數(shù)據(jù)脈沖幅度分析器的核心電路，它的作用是:將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果反饋給微控制。轉(zhuǎn)換完畢后，由ARM重新控制A/D進(jìn)行下一個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行采集。當(dāng)信號(hào)上升沿的能量高于設(shè)定的閉壓值時(shí)，U201B的CLK端為高電壓，輸出端9腳輸出高電平，啟動(dòng)U201A。 》中斷完畢，單片機(jī)發(fā)信號(hào)使控制電路重新處于工作狀態(tài) 采樣開(kāi)始時(shí)，先由ARM通過(guò)控制74LS74來(lái)啟動(dòng)A/D，然后，使U201B的CD和U201A的CD及SD端輸出高電平，控制電路處于接收信號(hào)狀態(tài)。 》控制電路啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換。甄別和控制電路具體工作過(guò)程如下: 》嵌入式微處理器控制中心給控制電路發(fā)出信號(hào)，控制電路處于工作狀態(tài)?？刂齐娐返闹饕δ苁峭瓿蓪?duì)A/D讀入/轉(zhuǎn)換狀態(tài)的控制。通過(guò)設(shè)定閉值，將信號(hào)中能量小于闡值的噪聲去。 甄別電路和控制電路的原理圖見(jiàn)圖43所示。 》要解決由于信號(hào)過(guò)密，引起的幅度信號(hào)錯(cuò)誤紀(jì)錄。本系統(tǒng)采用2μs轉(zhuǎn)換速度的ADC，所以從理論上分析，如果兩個(gè)信號(hào)相隔2μs內(nèi)，則會(huì)引起漏計(jì)，由于CPU處理速度等問(wèn)題的存在，實(shí)際上這個(gè)時(shí)間間隔可能長(zhǎng)310倍，即6μs 50μs之間(根據(jù)CPU處理速度及代碼量而定)，甚至更多。采樣保持電路要求采樣速度快，保持時(shí)間能達(dá)到ADC采樣時(shí)間指標(biāo)。 》ADC完成轉(zhuǎn)換時(shí)間信息。 甄別電路需要解決三個(gè)與信號(hào)相關(guān)的信息: 》超過(guò)閾值信號(hào)信息。 我們知道，核輻射探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)幅度和入射粒子的能量成正比關(guān)系，測(cè)量這些脈沖的幅度，就可以知道輻射的能量。》工作電流:6. 2mA 峰值檢測(cè)電路由甄別電路和控制電路兩部分構(gòu)成，甄別電路的作為檢測(cè)信號(hào)時(shí)序，控制電路是根據(jù)甄別電路的時(shí)序?qū)δM開(kāi)關(guān)、ADC轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制?！访}沖幅度放大線性范圍:20mV 5000mV，線性優(yōu)于5%》輸出噪聲:1mV。 》轉(zhuǎn)換速度:9V加s。 》輸入阻抗:1. 5 X 10120。由于α脈沖信號(hào)通過(guò)整形后大概有12個(gè)微秒的脈沖寬，γ脈沖信號(hào)通過(guò)整形后大概有35個(gè)微秒的脈沖寬，所以在選用運(yùn)算放大器時(shí)要考慮到運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速度。 ，諸如放大器的輸入阻抗、抗計(jì)數(shù)過(guò)載、放大器的穩(wěn)定性、功耗等在電路設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)也應(yīng)考慮。 :前放輸出的脈沖寬度受有關(guān)電路影響，一般為幾個(gè)us，因此，要求放大器的頻帶寬度為1 2MHz :考慮到來(lái)自前放的信號(hào)幅度比較小，要求選用的
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