彭友花[1]2003年在《FPGA技术在多道脉冲幅度分析仪中的应用研究》文中研究说明随着半导体技术与数字集成电路(微处理器、存贮器以及标准逻辑门电路等)技术的迅速发展，特别是随着计算机技术的发展，在工业生产和科学技术研究的各行各业中，人们利用PC机的强大处理功能代替传统仪器的某些部件，开发出各种测量仪器(虚拟仪器)，传统仪器的数字逻辑部分多是采用分立集成电路(IC)组成，分立IC愈多，给系统的电路设计、调试及维护带来诸多不便。而随着EDA技术的飞速发展，大规模可编程逻辑芯片CPLD／FPGA应运而生。这类芯片可以替代几十甚至上百块通用IC芯片，而且，因其可用硬件描述语言进行芯片设计、支持在线编程和在系统编程等优点而备受青睐。本课题就是基于EDA技术，用FPGA芯片作为整个数字逻辑控制核心，将广泛用于矿山、冶金、有色、建材、安检、工业分析等领域的传统的多道脉冲幅度分析仪进行了升级改造，并将内插于PC机的一款传统仪器改造为EPP接口。 本文从硬件和软件两方面详细地介绍了以FPGA芯片为控制核心的基于EPP接口的新型多道脉冲幅度分析仪的研制过程。主要包括以下几个方面的内容： 1 系统工作原理及工作过程。 2 前级模拟信号放大与调理电路的介绍。 3 FPGA芯片设计。 4 模拟信号与数字信号间的转换。 5 EPP接口技术。 6 VxD系统设备驱动程序的开发 7 基于Windows编程的上层应用程序设计。 8 系统调试及结果。
肖海军[2]2013年在《基于FPGA的CZT核探测器的数据采集系统》文中研究表明随着半导体制作工艺的技术的不断发展，碲锌镉（CdZnTe）材料的制作工艺的逐步成熟，CZT材料具备优越于其他核探测器的许多性能凸显出来，使得采用CZT材料制作成理想的高分辨率核探测器变成可能。在室温核探测领域特别是在对高能射线探测的领域，CZT核探测器是最近一二十年研究的热点。对CZT核探测器的研究主要是在：对CZT材料生长的研究、对CZT电极的研究和对CZT读出电路系统的研究。本文初步研究了CZT核探测器的读出系统，主要分两个部分：前端模拟电路部分以及数字能谱处理部分。在模拟电路部分本文首先分析、研究了电荷灵敏前置放大器。对国内常采用的分离器件的电荷灵敏前置放大器进行了简单的理论分析和电路仿真。针对高压和偏置电阻上的噪声，设计并提出了两种消除电源噪声以及偏置电阻热噪声的电路，并对其进行了仿真与实验测试。然后，对信号调理电路各个部分进行了理论分析、电路设计、电路仿真以及简单的实验测试，主要包括极零相消、高斯成型以及基线恢复电路。针对各电路模块出现的问题提出了一些解决措施。本文采用的电路仿真软件是ORCAD Capture和NI公司的仿真软件Multisim10.1。最后，制作了模拟部分的PCB测试电路板，对模拟前端进行了简单的功能测试。数字能谱处理部分主要目标是完成多道分析仪的功能，实现对能谱信息的记录并将其输出。该部分也包含模拟电路峰值检测和甄别电路的理论分析，并采用Multisim10.1对其进行了电路仿真。在Quartus II软件中采用Verilog HDL语言设计了基于FPGA的简单的多道分析仪模块，具体功能包括了A/D转换后的峰值检测、堆积判别、能谱信息存储与读出、总计数值的记录和RS232串口传输能谱。采用Modelsim-Altera6.6d软件对每个设计模块进行了时序仿真，实现了各个模块的功能。最后对整个系统进行了Quartus II的Gate Level(slow model)仿真，仿真结果表明能够实现对核能谱的记录以及传输。
陈杰[3]2013年在《基于DSP的多道脉冲幅度分析技术研究》文中进行了进一步梳理多道脉冲幅度分析技术有着较广的应用领域,如脉冲信号分析,光谱分析以及核辐射信号分析等。现今,多道脉冲幅度分析仪器(MCA)已经在环境监测、精细化学分析、医疗(例如骨质疏松测量、脉搏检测分析)等行业中有着较多应用。近年来,随着芯片技术的发展,脉冲幅度分析技术已取得突飞猛进的发展,尤其是单片机技术、FPGA技术,特别是DSP技术的发展和应用,带动了脉冲幅度分析技术的发展,使得脉冲幅度分析仪器朝着智能化、小型化发展。本文就是对DSP芯片及其相关技术在多道脉冲幅度分析中的应用展开研究,设计出了前端信号调理与采集硬件电路,并整合DSP开发板实现了多道脉冲幅度采集分析系统硬件实现,也设计出了DSP程序和主机端的应用软件。论文完成的主要工作在于：根据相关文献和资料,做出本课题的研究方案；根据所测量分析脉冲信号的特点,通过理论计算和Matlab软件仿真,设计出脉冲成形放大电路和峰值甄别电路,并进行了Protel电路仿真,达到设计要求；根据精度和线性度要求和电路接口特性,选择合适的ADC,根据和DSP通信的时序要求,选择ADC工作模式,设计接口电路；通过Protel软件设计并制作前端信号调理与采集硬件电路板；编写DSP端主程序实现模数转换数据读取控制和存储；参考USB协议和DSP的USB模块文档,编写DSP端USB枚举和通信程序；应用VC编写主机端的USB通信、数据获取和显示程序。本文所实现的基于DSP的多道脉冲幅度采集分析系统,实现了整个能谱数据获取、USB接口通信链路和能谱数据初步分析和显示等技术,为便携式能谱分析仪器的实现打下硬件和软件技术基础,解决了其中的关键技术。
参考文献：
[1]. FPGA技术在多道脉冲幅度分析仪中的应用研究[D]. 彭友花. 成都理工大学. 2003
[2]. 基于FPGA的CZT核探测器的数据采集系统[D]. 肖海军. 重庆大学. 2013
[3]. 基于DSP的多道脉冲幅度分析技术研究[D]. 陈杰. 北京化工大学. 2013