手持式核素识别仪(Radioisotope Identification Device, RID)是一种基于多道谱仪的多功能便携式核监测设备,可用于剂量率监测、放射源定位以及核能谱采集与核素识别。本论文是在本课题组已研制成功的国产数字化手持式核素识别仪基础上进行的改进型系统的设计。目的是在原有基础上尝试利用模拟多道采集电路,以进一步降低系统功耗,减小仪器尺寸,同时实现能谱数据的监控和能谱数据的传输处理,完成一个能谱获取系统。论文主要围绕以上设计工作进行讨论。论文首先阐述了多道谱仪的原理,综述了国内外谱仪技术与产品的现状及发展趋势,提出了包括采集电路与监控程序开发平台在内的采集系统的整体设计方案。系统主要由能谱数据采集电路和监控程序两大功能部分组成。能谱数据采集部分采用信号调理电路+ADC+CPLD的结构。其中信号调理电路包括极零相消、基线恢复、堆积判弃、峰值保持等功能模块,数字逻辑控制功能采用CPLD实现、数据传输功能使用USB接口来完成。监控部分硬件平台构建在以ARM9处理器为核心的嵌入式系统上,软件则基于Windows CE.NET操作系统,采用eMbedded Visual C++集成开发环境开发监控软件。论文对信号调理电路按功能模块划分进行了比较详细的讨论并进行了优化设计,介绍了CPLD的原理和逻辑功能的实现,描述了USB接口开发流程和固件程序的开发。论文还描述了Windows CE.NET环境下设备驱动程序的模型和开发流程,介绍了USB接口的驱动和按键的外部中断驱动开发。该系统成功完成了软硬件联调,通过触摸屏操作,能够完成对采集电路的控制、能谱数据显示、存储、预处理等功能。论文最后对系统的开发、调试结果进行了总结,对采集板进行了实际的性能测试并展示了实际谱测量结果。根据实际的发展需求,提出了进一步改进的设想,并就目前系统存在的不足和可扩展性进行了讨论。