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基于高采样率的实时核信号数字采集技术研究

更新时间：2020-03-25 01:32:07 大小：3M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：数字采集USB转串口数字信号处理 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

核信号的采集是核安全及核燃料的监测，核物理、高能物理、重离子物理等基础研究以及核技术应用等领域获取核信息的关键。与模拟核信号处理相比，数字核信号处理，是利用模数转换器(ADC)，对核探测器输出信号进行离散化操作后，再进行相关的数字信号处理的技术。核信号数字处理技术，以其稳定性高和灵活性强等特性，正逐渐取代模拟核信号处理技术，已经成为核仪器的发展方向。

  核脉冲的高速采样，能实现微秒级别核脉冲信号的详细提取，是进行高频窄脉冲信号处理的必要前提，也是实现堆积脉冲分离、高精度能谱测量、脉冲甄别和提高脉冲处理能力的关键。因此，核信号的高速采样，对增强数字核仪器的分析能力具有重要的作用。

  本论文着眼于核信号的高速采样和数字信号处理的研究。通过对核信号的可控放大，高速信号采集和微控制器数据传输等技术的应用，设计了基于FPGA的核信号采集平台，并在该平台上实现了对实时核信号的100MSPS高速采样和实时核数据处理。

  本研究选用了最大采样频率达105MSPS的ADC实现核信号的数字化操作;一般的微控制器是不能完成高频数字信号的接收和实时处理，因此在设计中，采用了具有并行处理能力的FPGA芯片，来实现高速数据的接收，并进行数字核信号的FIR滤波处理;为了简化接口的开发过程，增加数据采集板的可扩展性，采用了一款带ARM核的单片机作为数据采集板的控制中枢，实现对核数据的接收和发送操作;选用SPI总线作为FPGA和MCU的通讯方式，实现核数据的传输;同时利用微控制器的USB接口开发了USB转串口程序，实现了MCU和上位机的串口通讯。

  课题初步测试结果表明，课题的核信号采集平台设计合理，技术路线正确，课题能够实现对实测Φ75*75 NaⅠ(T1)闪烁体探测器输出137Cs核信号的实时信号采集和存储，且实现了实时FIR滤波，并最终获得了实时能谱数据，达到了高速采样，实时处理的目的。

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