[实用新型]一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器，包括：箱体和主体模块，主体模块设置于箱体内部，主体模块包括脉冲波形发生器、脉冲幅度控制器、脉冲间隔控制器和DA转换器，其中，脉冲幅度控制器和脉冲间隔控制器均与脉冲波形发生器相连，脉冲波形发生器与DA转换器相连。本实用新型能够实现γ脉冲信号的波形的编程，脉冲幅度的编程以及计数率的调节。

技术领域

本实用新型属于脉冲信号发生器技术领域，更具体的说是涉及一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器。

背景技术

在核辐射探测应用中，核辐射探测器探测核辐射，输出一系列幅度大小不一、波形不尽一致、前后间隔疏密不匀的时间随机分布的离散脉冲信号，由放大器及信号处理电路处理分析。且单个离散的信号的波形也因辐射源不同、探测器不同而呈现独特的波形；同时幅度的分布也因辐射源、探测器的不同有着显著的差异，时间分布更是根据辐射强度变化而变化。

通常在设计调试放大器及信号处理电路时，可以使用探测器探测辐射源得到的真实脉冲信号，也可以使用通用信号源模拟脉冲信号。但使用放射源操作相对复杂危险,需要操作放射源，需要放置探测器及相应高压电源，前置放大器等附属装置，甚至需要液氮等低温装置，有时还需考虑屏蔽设施或装置，连接调节的组件、参数多；通用信号源的输出相对单调，三角波，正弦波方波等都和真实的辐射信号存在差异，即使应用设备采集抓取相应的脉冲，使用通用信号源输出，也不能得到类似放射源的幅度分布和时间分布序列脉冲信号。

因此，如何提供一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器，能够实现γ脉冲信号的波形的编程，脉冲幅度的编程以及计数率的调节。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于FPGA的γ脉冲信号发生器，包括：箱体和主体模块，所述主体模块设置于所述箱体内部，所述主体模块包括脉冲波形发生器、脉冲幅度控制器、脉冲间隔控制器和DA转换器，其中，所述脉冲幅度控制器和所述脉冲间隔控制器均与所述脉冲波形发生器相连，所述脉冲波形发生器与所述DA转换器相连。

优选的，所述脉冲波形发生器、所述脉冲幅度控制器和脉冲间隔控制器均由FPGA系统实现。

优选的，将FPEG的50M时钟5分频作为主控时钟，频率为10M，并将时间间隔数值乘10做为波形启动间隔计数值；每次启动间隔计数时，控制时序，将波形文件每个采样点的12位2进制数值，同当前幅度控制数值相乘，取高12位，送至FPGA相应的12位数字输出口交由DAC部分转换为模拟值，20个主控时钟周期可输出一个完整的、幅度受控的脉冲信号，待时间间隔计数到达当前时间间隔值时，开始读取新的幅度控制值和时间间隔值，进行新的脉冲信号的波形输出，依次循环，持续输出脉冲信号序列。

优选的，波形发生器按照存储的数字波形文件提供相应的脉冲信号波形，由示波器采集相应核辐射脉冲信号，形成数字波形文件。

优选的，所述脉冲幅度控制器按照存储的能谱数据输出相应幅度数值，能谱数据存储的是构成γ能谱的各脉冲幅度值，γ能谱的光电峰为高斯分布。

优选的，所述脉冲间隔控制器按照存储的时间间隔数组，控制脉冲信号发生的时间间隔，γ射线的时间分布为泊松分布。

优选的，所述DA转换器由12位2R-R电阻网络实现。

优选的，所述箱体顶端设置有BNC母座和MicroUSB电源插座，所述箱体的正面设置有JTAG接口、电源开关和运行指示灯。

本实用新型的有益效果在于：