
核探测器探测到辐射信号后输出相应的脉冲信号,由于探测器输出的脉冲信号并不是理想的指数信号,而是存在信号堆积、过零下冲、随机噪声等现象,需经模拟前端进行模拟处理,包括信号滤波、极-零相消、积分成形、剔除干扰、抑制噪声、放大等。经模拟前端处理后的信号经A/D转换电路转换成波形数据交给CPLD完成脉冲的甄别和寻峰处理,再通知单片机获取峰值数据,根据峰值进行分类计数。经过一段时间积累后将分类统计的结果通过USB接口上传到计算机进行能谱显示和分析处理。
多道脉冲幅度分析器的设计包括硬件设计和软件设计,其中硬件设计包括模拟前端、A/D转换电路、CPLD电路、单片机电路、USB接口电路和电源电路的设计;软件包括CPLD程序、单片机程序和计算机的能谱分析软件设计。
2 模拟前端及A/D转换电路设计
模拟前端及A/D转换电路如图2所示,核探测器输出的信号经过极零相消电路后送入低噪声运放OPA843进行放大,整形后送入A/D转换芯片AD9224,AD9224在40 MHz时钟的控制下持续不断地对信号进行采集,采集的数据直接送CPLD进行处理。其原理如图2所示。
A/D转换电路采用Analog Devices公司的AD9224。AD9224是一款12位高精度高速模数转换器,由+5 V模拟电压供电,+3 V或+5 V数字电压供电;片内提供参考电压和高性能的采样保持放大器;采样速率40 MHz,输入信号可以采用单端输入也可以采用差分输入。本设计采用单端输入直流耦合方式,输入信号范围为0~4 V。
