基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器设计-现代地质.PDF

第２６卷　第６期 现　代　地　质 Ｖｏｌ２６　Ｎｏ６ ２０１２年１２月 ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ Ｄｅｃ２０１２  基于ＦＰＧＡ的数字多道脉冲幅度分析器设计 １ ２ 曾卫华 ，魏秋菊 （１中国地质大学　地球物理与信息技术学院，北京　１０００８３；２河北地质职工大学，河北 石家庄　０５００８１） 摘要：数字化多道脉冲幅度分析成为多道分析技术的主流，介绍了一种基于单 ＦＰＧＡ芯片的数字脉冲幅度分析器的设 计。采用ＥＰ３Ｃ４０Ｑ２４０作为数字核信号处理器，将 ＡＤＣ采集到的核信号进行数字积分、寻峰、阈值检测等数字处理， 并得到能谱。系统通过高速ＲＳ４８５接口实现数字多道与上位机能谱分析软件的通信。最后给出了由ＮａＩ（Ｔｌ）探测器得到 的核信号经数字多道处理后获得的１３７Ｃｓ能谱图。 关键词：数字多道分析器；ＦＰＧＡ；数字积分；ＲＳ４８５ 中图分类号：Ｐ６３１　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１０００－８５２７（２０１２）０６－１３１７－０５ ＤｅｓｉｇｎｏｆＤｉｇｉｔａｌＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＡｎａｌｙｚｅｒＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ １ ２ ＺＥＮＧＷｅｉｈｕａ，ＷＥＩＱｉｕｊｕ （１ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２ＨｅｂｅｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　０５００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｐｕｌｓｅｈｅｉｇｈｔａｎａｌｙｓｉｓｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｅａｍｏｆｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏ ｌｏｇｙ．Ａｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌａｎａｌｙｚｅｒ（ＤＭＣＡ）ｂａｓｅｄｏｎａｓｉｎｇｌｅＦＰＧＡｃｈｉｐｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎｕｃｌｅａｒｓｉｇ ｎａｌｓａｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙＥＰ３Ｃ４０Ｑ２４０．ＩｔｕｓｅｓｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｓａｃｑｕｉｒｅｄｂｙＡＤＣｔｏｄｏｃａｌｃｕｌｕｓ，ｓｅｅｋｔｈｅｐｅａｋｓ， ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ａｎｄｔｈｅｎｆｏｒｍｔｈｅｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍ．ＤＭＣＡｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｓｗｉｔｈｔｈｅＲＳ４８５ｂｕｓｉｎｔｅｒ １３７Ｃｓｉｓ ｆａｃｅ．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｎＰＣｃａｎｃｏｎｔｒｏｌＤＭＣＡａｎｄｄｉｓｐｌａｙｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ａｎｄｔｈｅｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ ｇｉｖｅｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍＮａＩ（Ｔｌ）ｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙＤＭＣＡ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌａｎａｌｙｚｅｒ；ＦＰＧＡ；ｄｉｇｉｔａｌｃａｌｃｕｌｕｓ；ＲＳ４８５ ［３］ 等领域 。 ０　引　言 １　数字多道脉冲幅度分析原理 数字多道脉冲幅度分析器（ＤＭＣＡ，Ｄｉｇｉｔａｌ ＭｕｌｔｉＣｈａｎｎｅｌＡｎａｌｙｚｅｒ）是核辐射测量分析仪器的 全数字化技术的出发点是尽可能早地将核信 关键组成部分。它能够将随机快速的模拟核信