基于ad7634多道脉冲幅度研究器设计

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1、基于AD7634多道脉冲幅度研究器设计　　摘要：本文介绍了一种基于AD7634芯片的多道脉冲幅度分析器的设计，介绍了硬件的基本原理与ADC芯片AD7634的性能指标。关键词：ADC多道死时间中图分类号：TN78文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）01-0158-021引言随着核技术的发展，核技术在各个领域的应用越来越广泛，特别是在医疗和工业领域的应用，核技术具有其独特而不可替代的优势。而进行核技术研究，多道脉冲幅度分析器是必不可少的工具。实验室状态下使用的多道脉冲幅度分析器，目前种类比较多，功

2、能也比较齐全，性能指标也比较高。但是，如果要将多道脉冲幅度分析器应用到工业现场中，那么实验室用的多道脉冲幅度分析器就不一定非常适用了。本文介绍了一种基于AD7634芯片的工业用多道的设计，该多道具有性能指标高、使用简单、成本低等特点，很适合在现场的应用。2原理介绍6多道脉冲幅度分析器的作用主要是对核探测器的输出信号进行幅度和计数信息进行分析。正常情况下，探测器的前置放大器输出信号直接接入多道脉冲幅度分析器的输入端，多道脉冲幅度分析器需要对信号进行整形处理，然后再对单个信号进行幅度分析。本设计是一款模拟多道，其工

3、作原理也同样是这样的过程。本设计的系统框图如图1所示，整个系统由放大整形电路、甄别电路、控制电路、ADC电路、DAC电路、CPU系统电路、数据存储电路、数据通信电路几部分组成。探测器的前置放大器输出信号直接进入探测器的整形放大电路，对于模拟多道脉冲幅度分析器来说，这几部分是必不可少的。3硬件系统设计3.1整形放大电路6核探测器输出信号的最大特点就是信号在时间上是随机的，也就是说相邻两个信号的时间间隔是随机的，同时由于探测器输出电路的阻抗较大，造成脉冲衰减时间较慢，使输出脉冲产生叠加现象，如图2所示的就是实测Na

4、I探测器前置放大器的输出信号。两个探测器的相邻两个输出信号的时间间隔是各不相同的，这样的信号特点是不利于多道脉冲幅度分析器直接进行幅度分析器和计数测量的。目前，对于大部分的多道脉冲幅度分析器电路来说，要想对这样的随进信号进行测量、分析，就需要利用谱仪放大成形电路对信号进行必要的整形，将输入信号整形为近高斯形状。而放大整形电路的作用就是讲这样的信号，整形为我们分析测量所需要的形状，然后再利用放大电路调整信号的幅度信息。3.2甄别电路多道脉冲幅度分析器是对脉冲幅度进行分析，然后按照幅度大小分类计数。多道脉冲幅度分析

5、器每分析一个脉冲都会占用一定的时间，那么处理的脉冲数量越多，占用的时间也就越多，这是衡量多道脉冲幅度分析器的一个重要指标。为了提高有效脉冲的计数通过率，就需要将无效的脉冲信号给去掉。甄别电路就用于减小处理无效信号而占用的时间，提高多道脉冲幅度分析器处理有效信号的能力，提高多道脉冲幅度分析器的系统通过能力。3.3控制电路在本设计中，利用外扩DAC电路输出甄别电路的甄别阈值，用来控制甄别电路所甄别的有效脉冲幅度。有了该电路，我们就可以根据需要随意调整我们需要的甄别脉冲幅度，对于实际应用来说意义非常大。3.4CPU系

6、统6CPU是多道脉冲幅度分析器的重要组成部件，CPU的处理速度与处理能力将直接决定多道系统性能指标，特别是对于死时间的控制。本设计中，为了提高系统数据的处理速度，本设计选用的是双CPU设计方案。其中用于脉冲幅度分析与分类的选用的是TI公司的TMS320F28335型的DSP作为专用CPU，而用于数据传输与控制等功能的CPU选用的是SiliconLaboratories公司的C8051系列单片机，其型号为C8051F020。TMS320F28335是TI公司推出的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器。与以

7、往的定点DSP相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速等。TMS320F28335具有150MHz的高速处理能力，具备32位浮点处理单元，6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF，有多达18路的PWM输出，其中有6路为TI特有的更高精度的PWM输出（HRPWM），12位16通道ADC。得益于其浮点运算单元，用户可快速编写控制算法而无需在处理小数操作上耗费过多的时间和精力，与前代DSC相比，平均性能提高50%，并与定点C28x控制器软件兼容，从而

8、简化软件开发，缩短开发周期，降低开发成本。SiliconLaboratories公司的C8051系列单片机，采取CIP-51的CPU模式提升了CPU速度，在标准的8051中，所有指令都需要12个或24个以上的系统时钟周期。而对于CIP-51内核来说，在相同的时钟下，单周期指令运行速度为8051的12倍；全指令集平均运行速度为原来的9.5倍。这样的处理速度加上丰富的外设，对于本设计来说是