基于FPGA的新型LaBr3数字化谱仪研究与实现

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wqcfirst
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
放射性信息的获取与处理在生产及研究领域都有广泛的应用,能谱探测与分析是其重要的手段。而随着核能产业的发展,放射性监测领域对谱仪设备的需求也在增加。数字化谱仪系统对比模拟谱仪系统有多方面的优势,是目前的发展方向。本文针对户外放射性监测等应用,采用基于FPGA的数字信号处理技术开发了一套LaBr3数字化谱仪系统。为了解决LaBr3探测器用于户外放射性监测的温漂问题,在数字化系统内设计了温漂校正模块,使数字化多道分析系统具备了温漂校正功能。本文设计的多道幅度分析信号处理模块采用了ADC加FPGA的结构,脉冲处理和控制都由FPGA实现,采用了FPGA内部RAM,这些设计对提高系统集成度和增强设备稳定性具有重要意义。设计了基于FPGA的数字化信号处理电路板,输入信号首先经过S-K滤波器和放大模块,后直接由ADC电路模块实现高速采样。数字化脉冲在FPGA内实现处理并完成能谱获取,采用了USB传输实现其与PC端通信。测试表明各模块功能正常,噪声抑制水平良好。构成FPGA多道算法的主要有梯形成形、堆积拒绝、基线恢复、幅度提取和能谱缓存等。实现过程中采用了模块化和流水线的设计思路,使用Verilog硬件语言编写实现各个模块,并采用Modelsim进行功能和时序仿真,结合时序约束工具解决时序收敛问题。采用LaBr3、NaI(T1)和CZT多种探测器进行系统验证,测试结果表明,系统时钟运行稳定,梯形成形系统输出正常。设计的数字化谱仪系统实现了正常能谱数据获取,且能谱具备良好的能量分辨率和能量线性。本设计采用了温度反馈方法降低由温度造成的LaBr3探测器能谱漂移,直接在FPGA内加入温度补偿算法,利用温度传感器返回的环境温度数据进行实时温漂校正。研究了LaBr3探测器在环境温度变化时的能谱漂移,根据测试得到峰漂曲线并转化为FPGA算法。测试结果表明,开发的数字化多道谱仪针对LaBr3探测器具有良好的温漂修正效果,虽然修正后的能谱仍存在一定漂移量,但对比未经修正的能谱漂移改善明显,可以提升LaBr3探测器在户外环境温度变化情况下能谱测量结果的准确性。
其他文献
临床见习是临床实践教学的重要组成部分。本文根据多年临床实践教学的带教经验,总结并分析临床见习环节的现状,并对其对策进行探讨,为进一步研究临床见习模式的改进及完善打下基
鲤(Cyprinus carpio),广泛分布于从亚洲到欧洲的各个水域,具有悠久的养殖驯化历史。我国具有丰富的鲤种质资源,包括黄河鲤、荷包红鲤、瓯江彩鲤、松浦镜鲤等品种、品系。鲤的
在信息与创新时代迅猛发展的时期,问题提出与问题的解决相辅相成,提出数学问题对于学生的创新力培养起着促进作用。同时义务教育课程标准在总目标中明确表示问题提出的能力培养将贯穿整个九年义务教育。因此,教材中的问题提出编写逐渐成为数学教育领域的关注焦点。本研究采用文献综述法、内容分析法和比较研究法,对青岛版、北师大版和苏科版三个版本初中数学教材问题提出进行静态比较,分析出三个版本教材中问题提出编写与分布的
伴随我国改革开放的进一步深化,市场经济已经全方位替代计划经济,发展中国社会主义特色市场经济成为我国经济发展的主力。随着市场经济的深入发展,企业间的竞争日益加剧,企业成本控制能力的竞争成为企业发展的主动力。房地产开发企业由于涉及产业面广、专业度深、管理层次等多因素影响,在成本控制方面还有很大的提升空间。我国房地产开发企业尤其是国有房地产企业多数存在管理体系不健全、管理措施不得当、管理方法不科学等问题
<正> The Asian economic crisis continues to create hardshipsfor people throughout the region,particularly in Indonesia.The Indonesian government’s statistical
期刊
目的探讨联体婴儿分离手术的组织管理方法,提高重大手术成功率,提升医院围手术期管理水平。方法纳入我院2例(均为女婴)胸腹联体婴儿分离手术,术前医院高度重视,周密组织;术中紧密团
<正> Finding time to enjoy life is becoming harder and harder.As the average workweek lengthens,leisure time drops.Yet some of the world’s busiest people are a
期刊
英语时态的使用均通过一定的上下文中的某些词或词组来体现,而这些词就是我们应力求去掌握的关键词,在学习和运用时,可以通过这些关键词来判断和使用正确的时态。This aftern
石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,地处青藏高原东北边缘,是三大自然带过渡交汇区。气候系统复杂,是典型的气候敏感区和生态环境脆弱带。研究本区的气候变化有很重要的现实
随着科学技术的发展,计算机在很多方面逐步代替了人工,四轴飞行器得到了科技学者广泛的关注,应用的领域越来越广泛。基于四轴飞行器的发展现状提出了一种自适应稳定控制方法