[实用新型]一种基于FPGA/STM32的数字多道谱仪

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA/STM32的数字多道谱仪，包括NaI(Tl)闪烁探测器、核模拟信号调理电路、模数转换ADC、FPGA、接口控制单元STM32和上位机；FPGA包括慢成形电路通道、信号恢复提取模块、自动增益调节模块、快成形电路通道、高通滤波与脉冲整形电路模块、快成形幅度提取模块、脉冲幅度计数幅度甄别模块、总计数修正模块；其特征在于：NaI(Tl)闪烁探测器连接核模拟信号调理电路，核模拟信号调理电路连接模数转换ADC，模数转换ADC分别连接慢成形电路通道和快成形电路通道；本实用新型的优点：解决高计数率情况下脉冲漏计准确计算死时间问题，提高了计算速度，节约了计算时间。

技术领域

本实用新型涉及一种数字多道谱仪，特别涉及一种基于FPGA/STM32的数字多道谱仪。

背景技术

传统的多道谱仪计算死时间长，不同的幅度对应的变换时间不同，增加了测试结果不不确定性，探测器输出信号有可能出现峰堆积，导致原谱形畸变，造成谱线展宽和分辨率差。本设计是运用FPGA平台设计硬件寻峰处理算法，主要包括数据寻峰、多道计数、多道存储、数据通信。该一种数字化多道脉冲幅度分析器设计合理、稳定可靠。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于FPGA/STM32的数字多道谱仪，该一种数字多道谱仪采用探测器信号的模拟处理，包括信号滤波，极-零相消，积分成形，剔除干扰，抑制噪声，程控放大；高速、高分辨率的A/D数据采集，对成形放大后的模拟信号量化成数字信号，在高采样率，高分辨率采集系统中确保数据的正确性；弥补了现有技术中存在的缺陷，可以有效解决背景技术中的问题，适合广泛推广。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于FPGA/STM32的数字多道谱仪，包括NaI(Tl)闪烁探测器、核模拟信号调理电路、模数转换ADC、FPGA、接口控制单元STM32和上位机；FPGA包括慢成形电路通道、信号恢复提取模块、自动增益调节模块、快成形电路通道、高通滤波与脉冲整形电路模块、快成形幅度提取模块、脉冲幅度计数幅度甄别模块、总计数修正模块；其特征在于：NaI(Tl)闪烁探测器连接核模拟信号调理电路，核模拟信号调理电路连接模数转换ADC，模数转换ADC分别连接慢成形电路通道和快成形电路通道；所述慢成形电路通道连接信号恢复提取模块，信号恢复提取模块连接自动增益调节模块；所述快成形电路通道连接高通滤波与脉冲整形电路模块，高通滤波与脉冲整形电路模块连接快成形幅度提取模块；自动增益调节模块和快成形幅度提取模块连接脉冲幅度计数幅度甄别模块，脉冲幅度计数幅度甄别模块连接总计数修正模块。

优选的，所述接口控制单元STM32包括FLASH,SDRAM,通信控制接口，稳谱控制接口模块。

优选的，所述信号恢复提取模块具有脉冲基线恢复、幅值提取、堆积识别、脉冲间隔判别的作用。

优选的，所述模数转换ADC的高速并行输出数据采用FPGA进行处理，采用FIFO实现数字核信号的存储。

优选的，所述FPGA和MCU之间的通讯利用SPI总线来实现，MCU采用内嵌32位ARM核的微控制器，MCU即为STM32。

优选的，所述接口控制单元STM32主要作为FPGA和上位机信号通信的桥梁。

优选的，所述上位机或是便捷式电脑或平板电脑。

优选的，所述数字多道谱仪借助MATLAB软件的植入，实现核信号的滤波与成形仿真。

优选的，所述电源电路包括高压模块与低压模块高压模块能为NaI(Tl)闪烁探测器提供500～1500V可调电压电源，低压模块采用高性能DC-DC为数据采集提供±5V和±12V低压电源。