基于FPGA和LabVIEW的多道脉冲幅度分析仪的研制.pdf

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1、CIassifiedIndex：TL817．2：TP274U．D．C：004SouthwestUniversityofSc。enceandTechnoIogyCIenCeIMasterDegreeThesiSReaIizationofauiti—。channeIPuIseHeightAnaIyzerBasedonFPGA&LabVIEWGrade：2011Candidate：YangLuAcademicDegreeAppIiedfor：MasterSpeciaIity：DetectiontechnoIogyandautomaticequipm

2、entSupervisor：WuLiAssociatePrefessorMay．20．2014独创性声明fIIIIIIIIllllllIIIIIIIJY2585885本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：犸晚日期：友口f忆‘．啦关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南

3、科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：穆霄跏签名：铂日期：捌％．。西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要核能谱仪在核物理研究、射线探测和核技术应用领域有着深远的意义，其核心技术是脉冲幅度分析技术。传统能谱测量采用纯模拟硬件实现，系统处理速度和精度都不高。现场可编程门阵列和高速AD的出现为实现能谱仪的数字化提供了可能。由于采用数字信号处理的方法，使得谱仪系统性能更优

4、越、结构更紧凑，功能重构性更强大。这种特性使数字化能谱仪的研制具有了一定的学术意义和应用价值。本文在研究和理解能谱仪系统理论的基础上，研制了一种多道脉冲幅度分析系统。以FPGA为控制和处理中心，制作了数字多道幅度分析硬件：设计了信号模拟预处理部分，在FPGA中实现了信号的数字梯形成形、幅度提取以及多道计数。以LabVIEW为软件设计平台，开发了谱数据获取与处理软件：完成了谱数据的采集控制、获取以及分析操作。在谱分析模块中，对比了几种谱平滑降噪方法，并以联合寻峰方式准确找到了能谱峰位，采用零相位迭代滤波的方法扣除了谱线本底，从而达到了峰面积的有

5、效计算。测试结果表明，分析仪具有较高的脉冲处理速度，能够满足预期的技术参数。设计的应用软件运行可靠、操作方便，功能及算法便于灵活优化和扩展。关键词：谱仪系统；多道脉冲幅度分析：FPGA；LabVIEW；谱分析西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractNuclearspectrometerplaysakeyroleinnuclearphysicsstudies，radiationdetectionandnucleartechnologyapplications，withthepulseamplitudeanalysistechniq

6、ueasthecoretechnology．Thesystemhaslowprocessingspeedandaccuracythroughpureanaloghardwareimplementation，whichisthetraditionalspectrummeasuringmethod．EmergenceofFieldProgrammableGateArraysandhigh—speedADbringnewpossibilitiesforitsdigitalrealization．Thespectrometersystemcanrec

7、eivebetterperformance，moreintegratedstructure，andmorepowerfulfunctionalreconfigurabilitysincethemethodofdigitalsignalprocess．Understudyandunderstandingofsystemtheory，amulti—channelpulseheightanalysissystemisinitiallydevelopedhere．FPGAasthecontrolandprocessingcenter，itdevelo

8、pedthedigitalhardware：designedtheanalogsignalpre-processingpart，realizeddigitalsig