设计开发
数事线与度用
基于双CPU高性能多道脉冲幅度分析器的设计
自纯肖宪东
(丹东东方测控技术有限公司辽宁丹东118002
摘要：本文介绍了一种基于双CPU高性能多道脉冲幅度分析落的研制方法。该多道脉冲幅度分析器大大降低了系统的死时间，提高了系统的计数通过率。
关键调：多道脉冲幅度分析器死时间计数通过率
中图分类号：TL822.4 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)06-0184-01
处理。
众所周知，多道脉冲幅度分析是进行核技术研究不可缺少的重要工具。随着电子技术的飞跃发展，利用各种技术手段来提高的多道脉冲幅度分析器性能指标的设计也很多，本设计则通过采用了双 CPU技术，提高了系统的数据处理速度和系统的计数通过能力，并
改善了其他性能指标。 2、系统组成
本设计采用的是传统的模拟多道的设计思想，系统原理是探测器输出信号经过谱仪放大整形电路，对探测器的前置放大信号进行放大整形，整形后的信号输入到寻峰采样、甄别电路、ADC电路、控制电路，CPU系统根据寻峰信号对信号的峰值进行数字化处理，形成相应的能谱数据，处理后的能谱数据被存储到数据存储系统中，另一个 CPU系统将能谱数据上传到上位机软件，供使用者进行分析研究。
3、硬件系统设计
本设计的硬件系统主要包括谱仪放大整形电路、寻峰采样电路、阅值甄别电路、ADC电路、控制电路、两个CPU系统、数据存储系统，数据通信电路几部分，各电路均是本设计必不可少的一部分，下面将具体介绍各部分电路，
3.1谱仪款大整形电路
探测器的输出信号在时闻上是随机的，即相邻两个信号的时闻间隔是随机的，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，这样就使输出脉冲很容易产生叠加现象，这样的信号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，要想对这样的信号进行准确的分析，就必须对信号进行整形处理，将信号整形为脉宽比较窄的近高斯形。本设计中的谱仪放大整形电路，首先利用微分成形电路将探测器的输出信号变窄，减小输人随机信号的堆积几率。然后利用积分电路将信号整形成近高斯形，最后再经过主放大器将信号进行线性放大。
3.2瓯别与寻峰电路
本设计中设计了甄别电路，对于进入到系统中的无用信号，经过甄别电路的判断后，系统将不对其进行分析处理，以减小系统的死时闻，增加系统的处理能力，
寻峰电路的功能是当脉冲进人电路中后，电路找到脉冲的峰值信号，将该信号送给CPU和ADC电路，然后进行脉冲峰值的数值化处理。如图1所示，寻峰电路在脉冲的峰顶产生一个下降沿信号，这样CPU和ADC电路就可以根据该下降沿信号对脉冲的峰值信号进行数字化处理了。
...
图1寻峰信号
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寻峰电路的功能是当脉冲进人电路中后，电路找到脉冲的峰顶信号，将该信号送给CPU和ADC电路，然后进行脉冲峰值的数值化 184
3.3ADC电路设计
本设计中的ADC芯片选用是Analog公司的AD7634，ADC是一款最高转换速率达670Kcps的18位的高性能ADC芯片，信号输人范围可达10V,其微分非线性及积分非线性指标均比较好。利用该芯片设计的多道脉冲幅度分析系统，对于随机信号来说，最大计数通过率可以达到200Kcps,这对于模拟多道来说是一个非常可观的性能指标了。
3.4 CPU系统
在本设计中，采用了双CPU技术，一个CPU专门用来进行ADC 数据转换及其控制，另一个CPU则主要完成与上位机软件的数据通信与传输。用于ADC数据处理及其控制的CPU，选用的是TI公司的TMS320F2812，用于数据通信与传输的CPU，选用的是
SiliconLaboratories公司的C8051系列单片机。 4、软件系统设计
对于本设计的软件设计来说，主要是ADC控制系程序和数据通信程序的设计。ADC控制程序主要是根据寻峰电路的下降沿信号，控制ADC电路的工作，在CPU系统中，寻峰电路的下降沿信号被作为外部中断信号进行处理，CPU进人中断程序后进行AD转换及能谱数据处理，而对于数据通信及传输系统来说，主要是处理申
行中断程序。 5、指标测试
对于本设计，主要进行了能量线性、分辨率，计数通过率等指标的测试。测试方法，是用样机和Nal探测器同时测量137Cs.241Am、60CO 三种能量射线，计算样机的各性能指标，典型的谱型图如图2所示。
CVAD-EE
E 品.5.1.1
A#1产
图2线性谱形
6、结语
通过实验测试可以看出，本设计利用双CPU技术大大的提高了系统的最大计数通过率，对于随机脉冲来说，系统的最大计数通过率可以达到200KcpS，完全能够满足正常的实验室条件下测试使用，同时，本设计也可以用于工业核在线仪表中，对提高系统的测量
精度有很大帮助。对于核仪器仪表的实际应用具有重要意义。参考文献
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