[发明专利]智能电子学设备、QXAFS系统及数据采集和电机控制方法

摘要

本申请公开一种智能电子学设备、QXAFS系统及数据采集和电机控制方法，该智能电子学设备代替了常规XAFS实验系统中的步进电机控制器和定标器，以可编程器件为核心部件，该电子学设备通过多通道ADC采集电路结合快速XAFS系统中的电流放大器实现模拟采集，或利用可编程器件的计数功能结合快速XAFS系统中的V/F转换器实现积分形式数据采集。可编程器件通过读取配置于RAM中的控制曲线控制步进电机，同时在允许数据采集的控制段进行数据采集，实现了步进电机控制和数据采集的高速同步，且通过在控制曲线中的低速或静止控制段采样数据，避免在采集数据过程中的能量移动，在扫谱速度及能量移动两者的矛盾中获得最佳解决方案。

主权项

一种专用于快速XAFS实验的智能电子学设备，包括：多通道模数转换采集电路和多路隔离电路中的至少之一、可编程器件、第一隔离电路以及通讯接口电路：所述多通道模数转换采集电路用于将来自至少两个电流放大器的模拟电压信号转换成数字信号，所述至少两个电流放大器用于将与快速XAFS实验中与样品前后的X射线探测器所产生的X射线强度成正比的电流信号放大并转换成模拟电压信号；多路隔离电路用于实现来自电压/频率转换器的脉冲频率信号与所述可编程器件之间的电学隔离，所述电压/频率转换器用于将所述至少两个电流放大器的模拟电压信号转换成脉冲频率信号；可编程器件与所述多通道模数转换采集电路和所述多路隔离电路连接，用于接收所述多通道模数转换采集电路输出的信号，对所述电压/频率转换器输入的脉冲频率信号进行计数，并将所述多通道模数转换采集电路输出的信号和对所述电压/频率转换器输入的脉冲频率信号进行计数的计数值存储到所述可编程器件自带的先进先出数据缓存器中，以供计算机读取；在所述可编程器件自带的控制曲线配置RAM中预先配置有步进电机的控制曲线，所述控制曲线定义在不同能量点进行数据采集时步进电机的不同控制段与步进电机的控制脉冲频率之间的关系，所述不同控制段包括允许数据采集的静止控制段、减速后的匀速控制段或者加速后的匀速控制段以及不进行数据采集的加速控制段；所述可编程器件用于通过读取所述步进电机的控制曲线来向步进电机驱动器发出控制脉冲以控制步进电机转动，并且在所述静止控制段、减速后的匀速控制段以及加速后的匀速控制段开始后经过预设延迟开始数据采集；所述第一隔离电路与所述可编程器件连接，用于实现所述可编程器件与所述步进电机驱动器之间的电学隔离；所述通讯接口电路与所述可编程器件连接，用于实现所述可编程器件与所述计算机之间的通讯。