一种双通道多功能数字化核谱仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双通道多功能数字化核谱仪，包括第一脉冲整形单元、第二脉冲整形单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元、算法设计单元以及数据传输单元；第一脉冲整形单元连接第一模数转换单元，第二脉冲整形单元连接第二模数转换单元，第一模数转换单元和第二模数转换单元均连接算法设计单元，算法设计单元连接数据传输单元。本发明利用两个脉冲整形单元和两个数模转换单元形成两条通道，通过FPGA芯片进行脉冲寻峰算法和数字恒比定时算法，获取能量信息和时间信息，提高了信号处理过程的灵活性，可以针对不同的输入信号给出不同的参数设置，增强了设备的通用性，使用一套系统可以用于不同场合不同信号能谱和时间谱的测量。
【专利说明】
一种双通道多功能数字化核谱仪
技术领域
[0001 ]本发明属于核技术应用领域，涉及一种数字化核谱仪，具体是一种双通道多功能数字化核谱仪。
【背景技术】
[0002]在核技术应用中，通常需要获取粒子或射线的能量和时间信息。粒子或射线的精确时间信息是采用恒比定时甄别器来获得，能量信息是通过积分放大器来获得。恒比定时甄别器目前主要是采用模拟恒比定时电路来实现，采用模拟定时电路给出定时信号，再由时间数字转换器进行量化，通过上位机对时间信息进行统计和分析，可以获得所需要的时间能谱，其模拟电路结构较为复杂，系统设备庞大，并且功能单一，只能进行时间谱测量，无法测试精确的能谱。积分能谱放大器虽然可以计算出粒子或射线的能谱，但无法获得精确时间信息。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提供了一种双通道多功能数字化核谱仪，同时进行粒子或射线的能谱和时间谱的测量，而且可以进行实时在线处理。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0005]—种双通道多功能数字化核谱仪，包括用于对探测器的输出信号进行处理的第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元，用于将模拟信号转换为数字信号的第一模数转换单元和第二模数转换单元，用于实现恒比定时算法和脉冲寻峰算法的算法设计单元，用于将计算得到的数据传输到计算机终端进行离线处理、分析和保存的数据传输单元；
[0006]所述的第一脉冲整形单元连接第一模数转换单元，所述的第二脉冲整形单元连接第二模数转换单元，所述的第一模数转换单元和第二模数转换单元均连接算法设计单元，所述的算法设计单元连接数据传输单元。
[0007]进一步地，所述的第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元均包括用于将探测器输出信号放大的放大器，用于对信号极零相消的极零相消芯片，用于对信号进行滤波处理的贝塞尔滤波器，用于对信号单端转差分的单端转差分芯片;所述的放大器连接极零相消芯片，所述的极零相消芯片连接贝塞尔滤波器，所述的贝塞尔滤波器连接单端转差分芯片。
[0008]进一步地，所述的第一模数转换单元和第二模数转换单元均采用数模转换器。
[0009]进一步地，所述的算法设计单元采用FPGA芯片。
[0010]进一步地，所述的数据传输单元包括以太网接口和USB接口。
[0011]本发明的有益效果:本发明利用两个脉冲整形单元和两个模数转换单元形成两条通道，通过FPGA芯片进行脉冲寻峰算法和数字恒比定时算法，获取能量信息和时间信息，提高了信号处理过程的灵活性，可以针对不同的输入信号给出不同的参数设置，降低了仪器设计的难度，简化了系统结构，实现了硬件设计软件化，提高了系统的集成度，增强了设备的通用性，使用一套系统可以用于不同场合不同信号能谱和时间谱的测量。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0013]图1是本发明的系统结构示意图。
[0014]图2是本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]如图1-2所示，本发明提供了一种双通道多功能数字化核谱仪，包括用于对探测器的输出信号进行处理的第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元，用于将模拟信号转换为数字信号的第一模数转换单元和第二模数转换单元，用于实现恒比定时算法和脉冲寻峰算法的算法设计单元，用于将计算得到的数据传输到计算机终端进行离线处理、分析和保存的数据传输单元。
[0017]第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元均连接探测器，第一脉冲整形单元连接第一模数转换单元，第二脉冲整形单元连接第二模数转换单元，第一模数转换单元和第二模数转换单元均连接算法设计单元，算法设计单元连接数据传输单元，数据传输单元连接计算机终端。
[0018]第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元均包括用于将探测器输出信号放大的放大器，用于对信号极零相消的极零相消芯片，用于对信号进行滤波处理的贝塞尔滤波器，用于对信号单端转差分的单端转差分芯片，其中放大器连接极零相消芯片，极零相消芯片连接贝塞尔滤波器，贝塞尔滤波器连接单端转差分芯片。
[0019]第一模数转换单元和第二模数转换单元均采用模数转换器，将脉冲整形单元输出的模拟信号转换为数字信号输出到算法设计单元。
[0020]算法设计单元采用FPGA芯片，通过对数字信号进行滤波、去除基线和脉冲寻峰算法获取能量信息，通过对数字信号进行数字恒比定时算法获取时间信息，以全数字化手段完整保留核事件的全部现场信息，能够一次测量从脉冲序列中获取能量、时间、粒子类型等整套信息，系统结构简单，算法调整方便。
[0021]数据传输单元包括通过以太网连接终端计算机的以太网接口和通过USB数据线连接终端计算机的USB接口。
[0022]当对粒子进行能量测量时，第一脉冲整形单元和第一模数转换单元形成第一通道，第二脉冲整形单元和第二模数转换单元形成第二通道，模拟信号数字化后进入到算法设计单元中，对数字信号进行滤波，去除基线和脉冲寻峰计算，最终计算出脉冲的能量峰值，然后通过数据传输单元，把计算的得到的数据传输到计算机终端，对产生的数据进行离线处理、分析和保存。
[0023]当对粒子进行时间测量时，第一脉冲整形单元和第一模数转换单元形成第一通道，输入start信号，第二脉冲整形单元和第二模数转换单元形成第二通道，输入stop信号，这一对信号分别转换为数字信号后进入到算法设计单元，再分别对两路信号进行滤波，去除基线和数字化恒比定时计算，最终得到start和stop通道的时间差，在经过数据传输单元传输到计算机终端，并对传输的数据进行实时处理和分析，就可以得到时间谱。
[0024]本发明利用两个脉冲整形单元和两个数模转换单元形成两条通道，通过FPGA芯片进行脉冲寻峰算法和数字恒比定时算法，获取能量信息和时间信息，提高了信号处理过程的灵活性，可以针对不同的输入信号给出不同的参数设置，降低了仪器设计的难度，简化了系统结构，实现了硬件设计软件化，提高了系统的集成度，增强了设备的通用性，使用一套系统可以用于不同场合不同信号能谱和时间谱的测量。
[0025]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0026]以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种双通道多功能数字化核谱仪，其特征在于:包括用于对探测器的输出信号进行处理的第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元，用于将模拟信号转换为数字信号的第一模数转换单元和第二模数转换单元，用于实现恒比定时算法和脉冲寻峰算法的算法设计单元，用于将计算得到的数据传输到计算机终端进行离线处理、分析和保存的数据传输单元； 所述的第一脉冲整形单元连接第一模数转换单元，所述的第二脉冲整形单元连接第二模数转换单元，所述的第一模数转换单元和第二模数转换单元均连接算法设计单元，所述的算法设计单元连接数据传输单元。2.根据权利要求1所述的一种双通道多功能数字化核谱仪，其特征在于:所述的第一脉冲整形单元和第二脉冲整形单元均包括用于将探测器输出信号放大的放大器，用于对信号极零相消的极零相消芯片，用于对信号进行滤波处理的贝塞尔滤波器，用于对信号单端转差分的单端转差分芯片;所述的放大器连接极零相消芯片，所述的极零相消芯片连接贝塞尔滤波器，所述的贝塞尔滤波器连接单端转差分芯片。3.根据权利要求1所述的一种双通道多功能数字化核谱仪，其特征在于:所述的第一模数转换单元和第二模数转换单元均采用模数转换器。4.根据权利要求1所述的一种双通道多功能数字化核谱仪，其特征在于:所述的算法设计单元采用FPGA芯片。5.根据权利要求1所述的一种双通道多功能数字化核谱仪，其特征在于:所述的数据传输单元包括以太网接口和USB接口。
【文档编号】G01T1/36GK106054236SQ201610560004
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】陈伟, 叶波, 成斌
【申请人】安徽核芯电子科技有限公司