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基于S3C2440的多道脉冲幅度分析器电路设计

作者:dolphin时间:2018-07-26

概述:
传 统的以单片机为核心的多道脉冲幅度分析器集成度低、软硬件设计难度大、系统升级困难。文中介绍了一种以高性能32位嵌入式处理器S3C2440处理为核心 的多道脉冲幅度分析器的硬件设计方案,电路主要包括甄别电路、峰值扩展电路、控制电路和A/D转换电路。甄别电路通过设定阈值去除低能噪声信号,峰值检测 电路进行输入信号的峰位检测和峰值扩展,A/D转换电路实现输入信号的模拟-数字量的转换。控制电精确控制了整个电路的工作时序。测试表明,该系统具备良 好的微分非线性和积分非线性、速度快、稳定性好、可用于实际工作。


多道脉冲幅度分析器是核辐射测量仪器的一个重要组成部分,它将被测量的脉冲幅度范围平均分为n个幅度间隔,然后测量输入脉冲在每一个幅度间隔内的计数值, 最后得到输入信号的脉冲幅度和相对应计数的关系曲线。传统的多道脉冲幅度分析器多是以51系列单片机为核心电路系统。由于单片机的处理能力有限,因此这种 仪器需要上位机的软件支持。这种上、下位机的设计方式也限定了系统的功能,影响了系统的稳定性与实时性。此外,单片机系统的低集成度也导致了系统设计难度 大,系统升级困难。文中提出了一个基于32位ARM 9核的S3C2440处理器的多道脉冲幅度分析器设计方案。该设计可以对核信号进行采集、分析、处理与显示,是一个高集成度、高精度、低功耗、低成本的多 道脉冲幅度分析系统。


1 系统总体硬件结构
系统设计方案如图1所示,硬件电路主要由甄别 电路、峰值检测电路、A/D转换电路和S3C2440外围扩展电路组成。系统工作原理:从核探测器输出的核脉冲信号分为两路。一路进入甄别电路,该电路对 信号的波形进行选择,通过设定输入脉冲的阈值电压,达到消除低能噪声的目的。另一路信号进入峰值扩展电路,该电路检测峰值到来时刻,并且对脉冲的波峰进行 展宽和保持到能适应A/D转换时间的宽度。控制电路控制整个硬件电路的工作时序,精确启动A/D转换。信号A/D转换完成后,S3C2440使用中断方式 读取转换结果,将转换结果作为地址值,并使该地址的计数值加1。一个输入脉冲信号处理完毕后,S3C2440发出门控信号使控制电路恢复到初始状态,以等 待下一个脉冲的到来。经过一段时间的测量后,即可以得到信号的脉冲一幅度曲线。S3C2440外围接口电路的触摸屏可以实现整个系统的控制和操作。LCD 显示屏用来显示能谱曲线以及数据处理结果。数据信息可选存储在USB设备中,以供计算机的后续处理。



图2 甄别电路图
(详细内容请阅读PDF文档)


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