一、高计数率单道脉冲幅度分析器（论文文献综述）
宿凌超[1]（2021）在《基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究》文中进行了进一步梳理在辐射探测领域,多道脉冲幅度分析技术是目前获取核能谱信息的主要方法之一。传统模拟多道脉冲幅度分析器主要依赖模拟电路对探测器所采集到的核脉冲信号进行处理。模拟多道整体上大多由硬件实现,系统稳定性较差且死时间过长,从而无法获取最优的能谱分析结果,性能指标低下。伴随近年来半导体制造工艺及数字信号处理技术的不断提升,数字化多道脉冲幅度分析器凭借其处理速度快、功能适应强、总体性能稳定以及便携性高等优点逐步取代模拟多道的地位。近年来,西方发达国家对基于数字多道脉冲分析技术实现的能谱测量仪器的研制已经达到相当的高度,我国对于此方面的研究与投入仍存在显着差距。因此,本课题展开对数字化多道脉冲幅度分析器的硬件组成电路及软件处理算法的研究具有积极的工程意义。本课题的主要研究工作分为三部分,首先分析了核探测器工作原理及核探测输出信号的特性,概述了多道系统的基本架构组成以及影响系统性能指标的主要因素;其次,针对模拟核信号数字化后的处理方法进行研究改进,通过对现有的滤波成形、基线估计以及幅值提取等数字信号处理算法的分析与Matlab仿真,选择了基于Z域变换的梯形成形算法,确定了基于插值拟合平均法的基线求解方式以及直接比较法的幅值提取方式。最后,开发了以FPGA为逻辑控制核心的数字化多道脉冲分析器硬件板卡,完成对硬件电路设计以及FPGA内部逻辑功能模块的软件设计工作。可以实现从信号调理采样到基线扣除、梯形成形、堆积判弃、峰值提取输出等一系列处理操作。为实现能谱图像的实时显示以及系统性能指标的有效测试,利用C#语言开发了能谱分析软件,能够实现谱图的呈现以及解谱分析功能。系统测试结果表明,该系统不仅具有较为良好的线性指标及成谱效果,对137Cs放射源的测量中系统能量分辨率达到7.04%,特征峰谱漂在3道以内,性能较为稳定。与传统模拟多道相比对,性能上有显着提升。
杨雯[2]（2021）在《航空伽玛能谱测量多道脉冲幅度分析器研制》文中指出航空伽玛能谱探测技术是在飞行过程中测量地表和大气中的中放射性物质所放出的伽玛射线,通过分析伽玛能谱数据来获得放射性核素的分布,具有工作效率高,勘探效果显着,成本低等优点。该技术除了在寻找放射性矿床的应用外,也常用于资源勘查和地质填图,近年来也广泛应用于环境放射性污染监测,核电设施监测等领域。航空伽玛能谱测量系统的性能指标和探测精度直接关系到航空测量的效果,其中多道脉冲幅度分析器是航空伽玛能谱测量系统的核心模块,直接决定了整套测量系统的精度。由于航空伽玛能谱测量需多个探测器同步工作以保证极短测量周期内的脉冲通过率,论文设计了一种具有同步采集功能的数字化多道脉冲幅度分析器。针对探测器输出信号的特点,设计数字多道脉冲幅度分析器硬件电路,主要功能包括:可编程增益调整电路,高速模数转换电路,主控芯片电路,通信电路以及电源电路。探测器输出的模拟核脉冲信号经过可编程增益调整电路后,进入模数转换电路后实现模拟信号数字化。在FPGA芯片内,通过数字信号处理技术实现核脉冲能谱采集功能,主要功能模块包括:同步采集控制模块,梯形成形模块,脉冲堆积处理模块,峰值提取模块,寻峰稳谱模块,通信模块。数字梯形成形算法分模块级联实现,精确提取脉冲幅度,提高系统信噪比,具备更好的能量分辨率和良好弹道亏损表现。为解决航空测量过程环境变化引起的谱漂问题,使用3次多项式5点光滑的一阶导数算法,对能谱数据光滑去噪后进行寻峰分析,进而根据谱漂程度采用软硬件结合的方法,通过可编程增益电路调整脉冲幅度,实现全自动稳谱,保证系统长期稳定工作。采用双口RAM无缝收发数据,通过串口或者串行总线将数据实时发送至上位机,供后续数据处理能谱分析。数字多道脉冲幅度分析器在信号发生器产生50KHz指数衰减脉冲时,仍能保持高脉冲通过率。在室内使用单箱Na I（T1）闪烁体探测器分别对环境本底、137Cs、238U和232Th测试源进行伽玛能谱测量,对能量线性度、窗口计数率、能量分辨率及系统稳定性进行测试。根据结果测试,能量线性度良好;窗口计数率及能量分辨率与AGRS公司生产的GR-820进行对比,测试结果略优于GR-820,表现较好;在7小时测量过程中,谱线漂移程度在±1道,可长时间稳定工作。
赵越[3]（2020）在《基于13N的多探头γ符合法反应堆泄漏监测研究》文中研究指明压水堆一回路边界发生冷却剂泄漏,不仅会使反应堆的运行功率发生变化,影响核电站的安全运行,而且会造成核电站周边环境污染,甚至发生严重的安全事故。对一回路泄漏情况进行监测可以保证压力边界发生泄漏后能及时发现,为运行人员及时采取有效处理措施,防止事故扩大提供帮助和指导。20世纪90年代,以监测安全壳内13N含量来判断泄漏的方法迅速发展,该方法具有源项可以准确计算,能够定量的给出一回路的泄漏率及响应快等优点。目前,13N一回路泄漏监测采用的是低本底γ能谱仪法,实际使用中发现γ能谱方法存在着泄漏率探测下限较高,谱仪长期工作稳定性变差的不足。为了解决存在的问题,提出了基于13N的多探头γ-γ符合一回路泄漏监测方法。符合法能够有效的抑制测量系统的本底,同时符合方法探测效率相对较低;对于γ-γ符合方法,提高符合探测效率是降低测量系统的探测下限,提高灵敏度的核心关键问题。本文将通过蒙特卡罗模拟与实验测试结合的方法进行研究,主要内容如下:首先,基于γ能谱法测量系统的取样容器马林杯（Marinelli Beaker）,设计了基于四个Na I（TI）符合、五个Na I（TI）符合的测量装置,并利用MCNP6程序模拟了13N、22Na衰变产生的正电子的湮没行为,分别计算了正电子在容器内空气中、容器内壁上下底面、内壁其它面发生湮没的几率。模拟结果显示,当取样容器容积由1.8L增大到4.9L时,13N、22Na产生的正电子的湮没遵循以下规律:1)在空气中湮没几率正比于容器的容积,湮没的几率分别在[6.57%,20.3%]、[11.76%,32.1%]范围内逐渐增大;2)在容器内壁上下底面湮没的几率正比于容器容积,湮没的几率分别在[24.66%,41.2%]、[21.33%,34.7%]范围内逐渐增大;3)在容器内壁其它面的湮没几率反比于容器容积,湮没的几率分别在[43.3%,64.68%]、[35.6%,59.08%]范围内逐渐减小。根据正电子在容器内的湮没规律,为了提高符合效率,本文设计了多种基于四个探测、五个探测器符合的不同几何结构的取样测量装置。利用Geant4程序模拟计算了取样测量装置在不同容积、不同浓度情况下的总符合探测效率（阈值E=150ke V）和全能峰符合效率（阈值E=450ke V）。探讨了各种结构装置符合效率随容积变化的规律,不同抽样次数NPS、探测器表面积占比、中心探测器对符合探测效率的影响;分析了不同几何结构取样测量装置在同一容积情况下,符合效率不同的原因。依据符合效率和装置容积计算了各种装置的综合分析因子ε·V值,分析了ε·V值随容积变化的规律。在综合分析符合探测效率、综合因子ε·V值、工程实际应用可行性等因素的基础上,确定了最优取样测量装置的几何结构以及相应的容积;最优装置的容积为2.3L,对γ射线的总符合效率、全能峰符合效率分别为5.12%和1.93%。其次,利用13N标准气体源对最优取样测量装置（文中编号为D装置）和其它三种不同结构的装置的探测效率进行了实验刻度。利用医用回旋加速器产生13N气体,并制备了不同活度的标准气体源;搭建了符合效率刻度的实验系统,分析了系统各设备的最佳工作参数;在系统单道阈值E=150ke V时,符合本底为2.08cps,约为单个探测器本底的百分之三;E=450ke V时,符合本底为0.169cps,约为单个探测器百分之一。用标准气体对四种取样测量装置的探测效率进行了刻度,其中最优装置的总符合效率、全能峰符合效率分别为5.05%和1.89%,实验结果与模拟结果符合较好,相对误差在5%以内。最后,为了解决用13N标准源制备困难且不适合在生产现场进行刻度问题,提出了用固态正电子衰变核素22Na标准点源代替13N气体源对取样测量装置探测效率进行实验刻度的方法。首先,运用Geant4程序模拟计算了最优测量装置对22Na产生电子湮没的符合探测效率,模拟结果与13N模拟结果符合较好,在装置容积为2.3L时总符合效率的相对误差为4.15%,全能峰符合效率的相对误差为3.17%;模拟结果证明了该方法理论上的可行性。然后,按照固体源刻度的原理,应用实验的方法获得了点源模拟13N气体源时取样测量装置的符合效率。点源刻度法的实验结果与模拟计算结果符合较好,总符合效率的相对误差为2.34%,全能峰符合效率相对误差为3.26%。依据秦山核电二期60万千瓦反应堆的部分参数和本研究工作中符合探测效率、测量装置的容积值,计算了符合方法的理论探测下限;当在反应堆安全壳驱动机构通风罩内取样时,γ-γ符合监测方法对泄漏率的探测下限为0.756L/h。本文通过软件模拟、实验结合的方法设计了符合测量系统中的取样测量装置,并利用了三种不同的方法对装置的符合效率进行了刻度,确保探测效率的准确性。论文主要成果和创新性如下:1)提出了一种基于γ符合的多探头13N泄漏监测方法;2)研制了N-13取样探测装置,探测下限降低了一个量级;3)采用了22Na固体点源替代N-13气体源,提供了一种新的刻度方法。本研究工作的开展对反应堆一回路泄漏监测方法多样化、监测系统优化升级具有重要的意义。
刘飞,周建斌,刘泽威,吕新龙,周航[4]（2020）在《基于FPGA的单道脉冲幅度分析器》文中研究指明介绍了一种基于FPGA的单道脉冲幅度分析器。将反符合电路以数字电路的形式,采用Verilog语言设计在FPGA中,实现了消除上甄别器输出信号拉宽、下甄别器输出延时的需求,实现了传统单道电路的简化,提高了计数率。该种单道具有电路结构简单,拓展性强等特点。
胡浪[5]（2020）在《双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制》文中研究表明随着全球能源与环境问题日益突出,核能的开发与利用逐步扩大,那么核能利用带来的辐射问题是我们必须面临的。为此,许多国家相继建立了全国范围内的核设施环境辐射连续监测系统,我国也有相应的环保部门及单位。目前国内外在环境辐射剂量连续监测系统中采用的探测器测量量程范围较窄,难以满足核设施正常运行与事故监测兼顾的要求。针对当前核辐射监测仪器的量程不足和现场测量的需求,结合对当前国内外市场的核辐射监测仪器的调研,依据微电子技术的发展,本文设计了一种适用于核设施环境的宽量程无线组网通信的区域辐射监测系统。区域辐射监测系统由环境参数监测终端、组网通信设施、区域辐射监测服务站三个部分组成。环境参数监测终端有环境辐射剂量监测终端、氢气浓度监测终端、臭氧浓度监测终端等,其中环境辐射剂量监测终端以Na I（Tl）闪烁体配以强耐辐照能力的快速型光电倍增管作为前端探测器,后级采用电压脉冲甄别测量与累积电流测量相配合的测量方法,在环境级辐射剂量监测时选用脉冲计数测量,在高剂量监测时采用累积电流测量,因此可在8个量程范围内获得较高精度的剂量测量结果,并配有无线通信模块,具备网络通信功能。系统采用基于Wi Fi无线的组网通信方式,通过电力猫、中继器等组网设施实现了大覆盖面积组网通信。系统采用工控机作为区域服务站,配以专用的辐射监测软件,实现实时辐射监控。实际测试结果表明:该宽量程辐射剂量监测系统能够在8个量程的辐射剂量率范围内实现监测,并具备声光报警功能,可适用于60Co辐照厂中辐照井外剂量监测等应用场合。
王自路[6]（2020）在《放射性惰性气体85Kr活度量值传递技术方法研究》文中指出随着核能开发和利用的增加,社会和公众对核能使用的安全性也日益关注。对放射性核素的监测既能为核事故提供评估基础数据,又能有效监测核设施的运行安全,成为保障核能安全利用过程中不可缺少的一环。而在核反应产生的众多放射性核素的监测中,以85Kr、133Xe等核素为代表的放射性惰性气体作为重要的核反应产物,其监测受到了越来越多的重视。目前,在核工业监测中对这类惰性气体的监测多采用HPGe γ谱仪进行分析,而γ谱仪测量方法作为一种相对测量方法,其准确的探测效率是其测量可靠性的关键,因此需要溯源到相应的国家标准计量装置,保障测量结果的准确和可靠性。截至目前,国内还未建立完善的85Kr、133Xe等惰性气体核素放射性活度测量的溯源体系,相应的监测设备量值溯源问题尚未解决。在此背景下,本研究工作以内充气正比计数器为探测系统,采用长度补偿法的测量原理,开展了 85Kr气体放射性活度浓度的绝对测量和量值传递方法的研究,研究成果将为建立我国85Kr等放射性惰性气体活度量值溯源体系奠定技术基础。本工作的主要研究内容如下:1、在中国计量科学研究院活度计量实验室建立的放射性气体测量装置上,以一组内充气正比计数器为β射线灵敏探测器,采用长度补偿法开展惰性气体85Kr核素活度浓度绝对测量方法的研究。包括:通过计数器高压坪曲线、85Kr核素衰变β能谱的测量,优化正比计数器系统工作高压、脉冲成型放大倍数、电子学死时间和阈值等实验参数;采用不同长度计数器内的计数率差值与计数器几何体积差值做比的方法（即长度补偿法）,消除计数器端部电场“死区”的端效应漏计数;采用β能谱外推的方法对电子学阈值以下的计数损失进行修正;研究电子学死时间和本底计数率对计数器内85Kr核素活度浓度测量结果的影响。2、建立用于惰性气体85Kr定量取样的系统,通过精确测量取样气体的温度和压强,实现取样罐内85Kr气体活度浓度的可控。以溯源至中国计量科学研究院容量基准的标准玻璃容量瓶为体积标准,采用气体扩散的方法精确测量了 85Kr气体取样罐的体积和绝对测量装置（含计数器）的体积,从而确定计数器内85Kr活度浓度与取样罐内气体活度浓度的稀释倍数,实现取样罐内85Kr气体活度浓度的绝对测量。为了保证85Kr气体活度浓度测量结果的准确可靠,实验中通过改变取样罐内的气体压强来控制85Kr气体的活度取样量,并将不同取样条件下的85Kr活度浓度测量结果归一到标准温度压力条件（100kPa&273.15 K）。结果表明,在标准温度压力条件下的85Kr气体活度浓度测量结果为766.6 Bq/mL（2018年09月06日）,与溯源至英国国家物理实验室（NPL）的测量结果相对偏差为-0.25%。通过对实验过程中影响85Kr活度浓度测量结果的相关量逐一分析,本工作中85Kr气体活度浓度测量结果的合成相对标准不确定度为0.61%。3、设计研制了一组适用于HPGeγ谱仪测量的专用气罐,并在气体定量取样系统上完成气罐几何体积测量和85Kr气体取样。在中国计量科学研究院和中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所的HPGe γ谱仪装置上获取了 85Kr气体核素γ能谱,实现多台高纯锗γ谱仪的85Kr气体核素特征γ射线（514keV）的探测效率刻度,经计算,其探测效率刻度结果的相对扩展不确定度（k=2）为1.34%,通过实验验证了量值传递方法的可行性,为使用HPGeγ谱仪测量85Kr气体活度浓度的可溯源性提供技术支撑。
李志远[7]（2020）在《用于X/γ射线剂量率测量的厚GEM探测器研究》文中进行了进一步梳理在核爆或重大核与辐射事故中,辐射剂量率一般从天然本底水平到每小时数戈瑞以上迅速变化,响应范围超过8个量级。传统气体探测器G-M计数管,由于探测效率和本征死时间的影响,单个探测器无法完成整个量程的测量,需要采用多个具有不同量程范围的探测器切换,且在剂量率较高或变化较快的辐射场景中,容易出现饱和或误报。本文研究的厚型气体电子倍增器（厚GEM）具有灵敏体积大、响应时间快等特点,能有效解决灵敏体积和本征死时间之间的矛盾,因此单个探测器可以测量很宽的剂量率水平。厚GEM自发明以来,主要用于高能辐射探测领域,在辐射监测方面应用较少,本文首次系统地研究其X/γ辐射剂量率响应特性,并探索密闭式集成探测器的相关技术,为辐射监测仪器的发展提供新的技术手段,论文主要研究内容和结论概括如下:（1）采用多物理场耦合方法,分析了厚GEM对X/γ射线的物理响应机制。通过有限元方法（ANSYS）分析了厚GEM探测器的工作电场,结合流体动力学模型（COMSOL）和气体放电仿真（Garfield++）研究了电子倍增的产生机理,解释了厚GEM具有快时间响应的原因;利用蒙特卡罗粒子输运（MCNP5）和气体放电仿真计算了厚GEM探测器对X/γ射线的本征探测效率,并根据增益与信号甄别效率之间的关系,研究了厚GEM探测器探测效率的理论分析方法,完成了从射线源到脉冲信号的全物理过程理论模型研究,为探测器设计提供了理论依据。（2）设计了用于X/γ剂量率测量的流气式厚GEM探测器。理论计算了厚GEM膜的结构尺寸,并从5种相同结构、不同绝缘基材的厚GEM膜中筛选出一种综合性能最好的膜作为探测器的核心部件,该膜的起始电压低至510V,工作电压范围超过160V,平均增益超过8000,且一致性良好。通过材料、结构和电场优化,完成了流气式厚GEM探测器的腔室设计,入射窗采用10μm厚的镀铜聚酰亚胺薄膜,漂移极采用了蜂窝状的镀钨不锈钢片,漂移区距离为3mm,收集区距离为2mm,腔室壁为有机玻璃,侧壁的流气口依次与气瓶减压阀、流量计、泡瓶连接。（3）实验研究了厚GEM探测器的X/γ剂量率响应特性。文中用分立式高压和模块式读出方式,搭建了一套流气式厚GEM探测器测试系统,采用了计数和电流模式切换的方法,完成了厚GEM探测器对X/γ射线的剂量率线性响应范围从0.3μGy/h到8Gy/h的测量,量程范围达8个量级;首次研究了厚GEM探测器的能量响应和角响应特性,为探测器的下一步设计提供参考;本文还重点研究了厚GEM探测器的辐照稳定性,利用多物理场耦合方法对“Charging up/down”效应进行了分析,并结合实验解释了上电后的前半个小时内计数率不断上升的原因。通过对比G-M计数管性能,该探测器在宽量程剂量率测量方面具有明显优势。（4）对密闭式厚GEM集成探测器的关键技术进行了初步探索。基于国产ASCI集成芯片和小型高压模块设计了集成式读出系统,采用低放气率真空材料和高精度气压控制系统设计了密闭式厚GEM探测器。利用该套装置研究了低气压下厚GEM探测器的工作特性,为密闭式厚GEM探测器的充气工艺和工作电压设定提供了参考;本文还研究了密闭式厚GEM探测器的长期稳定性,长期工作时间超过60天,其中稳定工作时间超过30天（计数率相对变化误差不超过15%）,为下一步密闭式厚GEM探测器的工艺改进指明了方向。这些研究也为厚GEM探测器的小型化、便携化提供设计思路。本文取得研究成果和学术贡献主要体现在:1)首次将厚GEM探测器应用于X/γ剂量率测量中,采用计数电流切换的方法将单个探测器的剂量率响应范围拓展到8个量级,高于传统气体探测器量程范围;2)利用多物理场耦合分析的方法,建立了从射线作用机制到探测器性能分析的全过程仿真手段,为核辐射探测器虚拟设计提供了新的思路;3)研究了厚GEM探测器对X/γ剂量率的能量响应和角响应特性,分析了厚GEM探测器“Charging up/down”效应,提出了传导电流对增益稳定性的影响;4)开展了密闭式厚GEM集成探测器的相关研究,利用ASIC集成芯片和电阻链式高压模块,设计了集成式读出系统,研究了厚GEM探测器在密闭式状态下的工作特性,通过高真空环境获得和低放气率材料设计,使得该探测器在密闭式工作状态下稳定工作时间超过30天。
姜丹丹[8]（2020）在《数字化多道能谱仪系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理在核物理的研究、射线的探测和核技术的应用领域内,核能谱是其获取的极为重要的信息,其中多道脉冲幅度的分析是核能谱仪最核心的技术手段。多道能谱仪发展的主要方向是核能信号的采集和数字化的处理[1]。如今在数字信号处理技术迅速发展的时代,科研人员已经实现采用高速和高分辨率的数据采集卡对输入的核能信号进行采集,同时应用高速数字信号处理器对脉冲信号的幅度进行有效地分析和提取。核能信号的高速采集和数字化的处理是多道能谱仪发展的主要方向[1]。国内外的许多相关科研机构对数字化能谱仪系统的关键技术进行了研究,目前国外的数字能谱仪也已经实现了商业化,但国内仍然处于研究和应用开发阶段,对波形的数字化、数字波形的滤波成形、脉冲信号幅度保持和脉冲幅度提取还需要进一步的深入探索[1]。本文设计的是双路多道脉冲能谱仪系统,系统主要以14位的AD9643芯片来作为模数转换（Analog to Digital Converter,ADC）模块,以型号为XC6SLX45的Spartan-6系列的FPGA来作为脉冲计数存储和控制模块,以STM32F4作为控制电路和网络接口模块。该系统主要包括峰值检测与保持电路、AD采样电路、FPGA处理模块、ARM控制模块、网络通信模块及LabVIEW上位机模块。该系统主要对以下几个关键技术问题进行了研究:（1）通过对多道核能谱仪系统中几种有效的幅度提取方法比较和分析,提出一种新的幅度提取方法,即峰值保持提取法,其特点是:算法简单,降低ADC采样要求,同时降低硬件成本。本设计通过峰值保持电路解决了脉冲分辨率为300k Hz以内的脉冲堆积问题。（2）峰值提取是多道能谱仪脉冲分析处理系统最关键的部分,在本设计中,通过FPGA软件部分进行FIR脉冲滤波和二次多项式五点拟合平滑法降低噪声,再通过数据求和平均后作为最终峰值。由于核脉冲数据的连续性,本设计通过硬件与软件相结合解决多个信号的峰值提取问题。（3）数据传输与显示也是数字核能谱仪系统的关键组成部分。本设计采用FPGA和ARM信号处理和数据传输控制,采用LabVIEW完成对数据的实时显示及存储。能谱显示界面包括点、线、面显示选项,能谱的点、线显示清晰易观察。
任印权[9]（2019）在《基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器关键技术与系统实现》文中研究指明数字化多道脉冲幅度分析器作为数字化核仪器的核心组成部分,其设计性能将直接影响到数字化核仪器的功能实现和性能提升。特别是在高计数率情况下,基于FPGA数字化多道脉冲幅度分析器的设计与实现使核仪器在弹道亏损和脉冲堆积等方面的性能得到了明显改善,并进一步提高了仪器系统的集成度和稳定性。论文撰写主要完成了以下工作:（1）在对核辐射检测技术及多道脉冲幅度分析器原理分析的基础上,确定了基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器系统设计方案,将系统功能划分成A/D转换控制、梯形成形、基线估计、堆积判弃、幅度提取、谱线存储及通信控制模块,并根据各模块的实现原理和实现方法完成了逻辑的仿真分析和硬件实现。（2）完成了数字化多道脉冲幅度分析器的硬件逻辑电路设计和PCB电路板制作,把主要的核脉冲信号处理逻辑都放在了FPGA内部来实现。（3）模块设计过程中用到了Matlab/Simulink仿真平台、DSP Builder系统级模型开发工具包、Cypress-USB开发工具包、QuartusII集成开发软件环境,做到了软件仿真和系统实现的一体化设计。（4）设计完成后,以NaI（Tl）探测器作为前端模拟核信号处理单元搭建了完整的NaI（Tl）γ能谱实验测试平台。最后,论文以137Cs作为放射源对设计的数字化多道脉冲幅度分析器分别进行了功能测试和性能测试。在功能测试中,实测了快慢梯形成形效果、峰值提取效果和USB2.0数据传输效果,结果显示测试效果良好。在性能测试中,测试了高斯成形仪器能量分辨率在7.64%左右,梯形成形仪器能量分辨率为7.31%,验证了梯形成形具有更高的能量分辨率;在24小时内,每隔2个小时对137Cs源进行测试,结果显示能量道址只偏移了1道,系统性能稳定;对137Cs、60Co的能量与道址对应关系进行曲线拟合,结果显示拟合度达到了95%,能量线性度良好。仪器测试结果表明,基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器达到了系统设计要求,优化了梯形数字成形算法,改善了轻量级数字系统性能,提高了系统的数字脉冲通过率,具有良好的探测效果。
汤建文[10]（2019）在《基于FPGA的数字化伽马能谱测量系统》文中提出核能谱测量技术是研究核物理、重离子物理、高能物理及核应用技术的重要方法。伽马能谱测量作为核能谱测量的一种重要手段,在医学、生物、物理、化学、地质等领域得到广泛应用。传统的伽马能谱测量系统,通过对伽马射线探测器输出的脉冲信号进行滤波放大、脉冲成形、基线恢复、堆积判别、峰值保持和低速ADC采样等步骤,最后再生成能谱曲线。因ADC采样速率较低,系统测量死时间较大,难以实现高放射性环境下的能谱测量;同时因为经过模拟电路成形后的脉冲较宽,易造成信号堆积,且无法实现堆积脉冲分离等处理。近年来发展起来的数字化伽马能谱测量系统,可通过高速数字化处理芯片（如FPGA）和高速ADC直接对放大后的射线脉冲进行全脉冲采样,无需经过模拟电路的脉冲成形、基线恢复、堆积判别、峰值保持等处理,直接由高速数字化处理芯片实现类似功能,系统适应性和可移植性更强,但若探测器输入的射线脉冲较宽,仍无法实现高放射性环境下的能谱测量。论文拟利用高性能LaBr3探测器,研究基于FPGA的数字化伽马能谱测量系统,实现高放射性环境下的伽马能谱测量。论文从伽马能谱测量的基本理论入手,分析了不同伽马射线探测器的优劣和数字多道脉冲幅度分析的原理,研究了伽马能谱测量中的脉冲数字高斯成形算法和梯形成形算法。并以此为基础,设计了一套基于FPGA的高速数字化伽马能谱测量系统,实现了对高性能LaBr3探测器输入窄脉冲信号的全脉冲高速采样、阈值判别、数字成形、脉冲堆积识别与分离、成形后脉冲幅度提取、能谱曲线生成等处理,并将能谱曲线通过串口传给上位机进行能谱分析。论文通过研制的基于FPGA的高速数字化伽马能谱测量系统,对标准刻度源137Cs进行了能谱测量与分析处理,验证了系统的能量分辨率性能;并通过对铀矿石样品、硝酸钍样品进行了能谱测量与分析实现了系统的能量线性刻度。同时论文通过利用东华理工大学的地下室铀矿标准刻度模型,实现了系统的探测效率刻度。并通过高含量铀矿模型验证了系统在高放射性环境下的性能。论文研究的基于FPGA的高速数字化伽马能谱测量系统,通过使用输出脉冲较窄的高性能LaBr3探测器和基于FPGA的数字化成谱算法,解决了现有的数字化伽马能谱测量系统在高计数率下因脉冲堆积严重导致通过率低、能量分辨率差且无法实现脉冲的有效分离等难题。论文研究成果旨在为数字化伽马能谱测量技术的研究提供方法基础,为相应的系统研制提供技术基础,以满足数字化伽马能谱测量在高放射性环境的应用需求。
二、高计数率单道脉冲幅度分析器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高计数率单道脉冲幅度分析器（论文提纲范文）
（1）基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文研究目标 |
| 1.5 论文主要章节安排 |
| 2 数字式核能谱测量的理论基础 |
| 2.1 核能谱测量技术简介 |
| 2.2 常见核辐射探测器及其工作原理 |
| 2.2.1 闪烁体探测器 |
| 2.2.2 气体探测器 |
| 2.2.3 半导体探测器 |
| 2.3 多道分析系统组成及原理 |
| 2.3.1 多道脉冲幅度分析器概述 |
| 2.3.2 核探测器输出信号特性 |
| 2.3.3 多道脉冲幅度分析系统基本组成 |
| 2.3.4 数字多道脉冲幅度分析器工作原理 |
| 2.4 影响数字多道系统性能指标的主要因素 |
| 2.4.1 探测器固有分辨率 |
| 2.4.2 非线性放大与量化 |
| 2.4.3 弹道亏损 |
| 2.4.4 脉冲堆积 |
| 2.4.5 噪声 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 系统设计方案与硬件电路设计 |
| 3.1 数字多道系统总体方案设计 |
| 3.2 辐射探测器的选择及前置放大器设计 |
| 3.3 模拟信号调理电路设计 |
| 3.3.1 系统自检电路 |
| 3.3.2 程控放大电路 |
| 3.3.3 极-零相消电路 |
| 3.4 高速AD采集电路设计 |
| 3.4.1 低噪声基准电压电路 |
| 3.4.2 ADC差分驱动电路 |
| 3.4.3 A/D采样电路 |
| 3.5 FPGA分析处理电路设计 |
| 3.6 USB数据传输电路设计 |
| 3.6.1 USB芯片选型 |
| 3.6.2 USB芯片配置 |
| 3.7 电源电路设计 |
| 3.8 电路板制作 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 数字核信号处理算法与系统软件设计 |
| 4.1 数字核信号处理算法 |
| 4.1.1 数字核信号处理原理 |
| 4.1.2 数字脉冲成形理论 |
| 4.1.3 高斯成形算法 |
| 4.1.4 基于Z域变换的梯形成形算法 |
| 4.1.5 高斯与梯形成形算法对比分析 |
| 4.1.6 基线恢复与幅值提取算法 |
| 4.2 FPGA开发相关介绍 |
| 4.3 顶层模块 |
| 4.4 初始延迟模块 |
| 4.5 算法自复位模块 |
| 4.6 ADC控制模块 |
| 4.7 梯形成形逻辑模块 |
| 4.7.1 算法实现方案设计 |
| 4.7.2 梯形成形顶层模块 |
| 4.7.3 数据预处理模块 |
| 4.7.4 快(慢)梯形成形滤波模块 |
| 4.8 峰值提取模块 |
| 4.8.1 峰值提取顶层模块 |
| 4.8.2 梯形滤波器中的梯形脉冲检测模块 |
| 4.8.3 梯形脉冲上升沿计数模块 |
| 4.8.4 脉冲峰值计算模块 |
| 4.8.5 重峰检测模块 |
| 4.8.6 峰值输出模块 |
| 4.9 USB数据传输模块 |
| 4.10 上位机软件设计 |
| 4.10.1 能谱显示 |
| 4.10.2 谱线平滑 |
| 4.10.3 峰位确定 |
| 4.11 本章小结 |
| 5 系统性能测试 |
| 5.1 系统非线性指标测试 |
| 5.2 梯形脉冲成形效果 |
| 5.3 成谱效果测试 |
| 5.4 能量分辨率测试 |
| 5.5 系统稳定性测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）航空伽玛能谱测量多道脉冲幅度分析器研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 选题意义与研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 设计思路与方案 |
| 2.1 航空伽玛能谱测量系统设计思路 |
| 2.2 数字多道脉冲幅度分析器设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 硬件电路设计 |
| 3.1 可编程增益调整电路 |
| 3.2 模数转换电路 |
| 3.3 主控芯片控制电路 |
| 3.4 通讯接口 |
| 3.5 电源设计 |
| 3.6 整体硬件电路实现 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 数字多道脉冲幅度分析器算法研究 |
| 4.1 梯形成形滤波算法 |
| 4.1.1 双指数衰减脉冲梯形成形滤波算法 |
| 4.1.2 梯形成形滤波器仿真 |
| 4.1.3 梯形成形滤波器参数分析设计 |
| 4.1.4 闪烁体探测器拟合信号模型仿真 |
| 4.2 脉冲堆积识别仿真 |
| 4.3 脉冲幅度提取 |
| 4.4 稳谱算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 数字多道脉冲幅度分析器实现 |
| 5.1 梯形成形滤波算法实现 |
| 5.1.1 子模块设计 |
| 5.1.2 硬件仿真 |
| 5.1.3 硬件实现 |
| 5.2 脉冲堆积识别处理实现 |
| 5.3 脉冲幅度提取实现 |
| 5.4 伽玛能谱寻峰稳谱实现 |
| 5.5 双口RAM通讯 |
| 5.5.1 双口RAM收发 |
| 5.5.2 SPI通讯 |
| 5.5.3 串口通讯 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 性能测试 |
| 6.1 测试条件及环境 |
| 6.2 能量线性度 |
| 6.3 脉冲计数率 |
| 6.4 能量分辨率 |
| 6.5 系统稳定性 |
| 6.6 脉冲通过率 |
| 6.7 数据吞吐率 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（3）基于13N的多探头γ符合法反应堆泄漏监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 一回路压力边界泄漏监测方法发展及现状 |
| 1.3 效率刻度发展及现状 |
| 1.3.1 实验刻度 |
| 1.3.2 有源无源结合效率刻度 |
| 1.3.3 无源效率刻度 |
| 1.3.4 Marinelli Beaker(简称MB)型体源效率刻度 |
| 1.4 研究方案 |
| 1.4.1 研究内容及方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 正电子与物质的相互作用 |
| 2.2 γ射线与物质相互作用 |
| 2.3 符合法的基本原理 |
| 2.4 测量系统刻度 |
| 2.5 一回路泄漏率计算基本原理 |
| 2.6 测量误差分析公式 |
| 第3章 取样测量装置设计 |
| 3.1 取样测量装置设计依据 |
| 3.2 正电子湮没位置模拟 |
| 3.2.1 正电子能谱 |
| 3.2.2 湮没位置模拟计算结果 |
| 3.3 初步设计的取样测量装置 |
| 3.3.1 五探测器符合结构 |
| 3.3.2 四探测器符合结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 符合探测效率模拟计算 |
| 4.1 Geant4工具包概述 |
| 4.2 取样测量装置及模拟过程定义 |
| 4.3 Geant4构建装置几何结构 |
| 4.4 模拟计算结果 |
| 4.5 综合因子ε·V |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 ~(13)N气体标准源实验刻度符合效率 |
| 5.1 实验取样测量装置 |
| 5.2 ~(13)N标准源制备 |
| 5.3 实验系统 |
| 5.3.1 系统简介 |
| 5.3.2 系统参数设置分析 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 系统符合本底 |
| 5.4.2 符合探测效率 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 ~(22)Na点源刻度符合效率 |
| 6.1 ~(22)Na源符合效率模拟计算 |
| 6.2 点源刻度基本思想 |
| 6.3 符合效率实验刻度 |
| 6.3.1 实验系统 |
| 6.3.2 标准源位置固定设计 |
| 6.3.3 体积比值计算 |
| 6.3.4 实验刻度结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 符合法泄漏监测理论探测下限 |
| 7.1 系统阈值对探测下限影响 |
| 7.2 符合方法探测下限理论计算 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（4）基于FPGA的单道脉冲幅度分析器（论文提纲范文）
| 1 工作原理 |
| 2 基于FPGA的单道脉冲分析器的设计 |
| 2.1 硬件电路设计 |
| 2.2 数字电路设计 |
| 3 方法验证 |
| 4 结论 |
（5）双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 背景 |
| 1.1.1 环境辐射监测 |
| 1.1.2 国家放射性安全监测 |
| 1.1.3 放射源使用场所辐射监测 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 研究现状与发展前景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 辐射监测系统的整体架构设计 |
| 1.3.2 辐射探测器终端设计 |
| 1.3.3 辐射监测系统软件设计 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 系统整体方案设计 |
| 2.1 系统研制的理论 |
| 2.1.1 辐射剂量学中的基本量 |
| 2.1.2 γ射线与物质的作用形式 |
| 2.1.3 放射性探测原理 |
| 2.2 系统整体架构 |
| 2.2.1 系统架构设计 |
| 2.2.2 通信架构设计 |
| 2.2.3 数据流设计 |
| 2.3 探测器终端的硬件架构 |
| 2.3.1 探测器整体架构 |
| 2.3.2 辐射探测器架构 |
| 2.3.3 其他探测器架构 |
| 2.4 辐射监测系统的相关软件架构 |
| 2.4.1 固件程序设计 |
| 2.4.2 辐射探测器参数配置软件架构 |
| 2.4.3 辐射监测系统软件架构 |
| 第3章 辐射探测器终端硬件设计 |
| 3.1 辐射探测器的传感器选型 |
| 3.1.1 辐射探测器对比 |
| 3.1.2 辐射探测器设计 |
| 3.2 辐射探测器的外围电路设计 |
| 3.2.1 光电倍增管偏压设计 |
| 3.2.2 高压电源设计 |
| 3.2.3 前置放大器设计 |
| 3.3 双模宽量程辐射检测信号处理电路设计 |
| 3.3.1 单道脉冲幅度甄别器 |
| 3.3.2 电流积分测量电路 |
| 3.4 处理器相关电路设计 |
| 3.5 探测器终端电源设计 |
| 3.6 辐射探测器的机械结构设计 |
| 第4章 辐射监测系统相关软件设计 |
| 4.1 辐射监测系统相关软件概述 |
| 4.2 辐射探测器终端的固件程序设计 |
| 4.3 辐射探测器终端的配置软件设计 |
| 4.3.1 整体架构 |
| 4.3.2 通信协议设计 |
| 4.3.3 软件的具体实现 |
| 4.4 区域辐射监测系统软件设计 |
| 4.4.1 软件整体架构 |
| 4.4.2 测量流程设计 |
| 4.4.3 通信设计 |
| 4.4.4 数据存储设计 |
| 4.4.5 软件的具体实现 |
| 4.5 视频监控设计 |
| 第5章 测试与数据分析 |
| 5.1 机械机构及电子学设备实物 |
| 5.2 电子学链路测试 |
| 5.2.1 前置放大器性能测试 |
| 5.2.2 高压电路性能测试 |
| 5.3 辐射剂量测量分析 |
| 5.4 软件性能测试 |
| 5.5 应用案例 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（6）放射性惰性气体85Kr活度量值传递技术方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 ~(85)Kr的性质 |
| 1.2 ~(85)Kr活度量值传递方法研究的意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 惰性气体~(85)Kr活度绝对测量原理和装置介绍 |
| 2.1 正比计数器长度补偿法测量原理 |
| 2.1.1 正比计数器的工作原理 |
| 2.1.2 正比计数长度补偿法的主要修正项 |
| 2.2 绝对测量装置介绍 |
| 2.2.1 混气系统设计及混气操作 |
| 2.2.2 正比计数器探测系统 |
| 2.2.3 电子学部分 |
| 第三章 绝对测量方法的研究 |
| 3.1 测量条件的确定 |
| 3.1.1 主放大器和前置放大器 |
| 3.1.2 电子学下阈值的确定 |
| 3.1.3 坪曲线测量及高压的选择 |
| 3.1.4 死时间的确定 |
| 3.2 阈值以上测量 |
| 3.3 结果修正 |
| 3.3.1 阈值以下计数率修正 |
| 3.3.2 死时间修正 |
| 3.3.3 本底测量 |
| 3.4 数据结果分析 |
| 第四章 定量取气系统和绝对测量结果验证 |
| 4.1 定量取气系统 |
| 4.2 稀释倍数及取样罐体积的测量 |
| 4.2.1 系统真空性检验 |
| 4.2.2 稀释倍数的测量 |
| 4.2.3 取样体积测量 |
| 4.3 绝对测量结果的验证 |
| 4.4 绝对测量的不确定度分析 |
| 第五章 ~(85)Kr样品的检验及HPGe γ谱仪的刻度 |
| 5.1 样品的制备冲洗 |
| 5.2 样品罐体积测量 |
| 5.3 ~(85)Kr样品活度的定值方法 |
| 5.4 HPGe γ谱仪的有源效率刻度 |
| 5.4.1 仪器和软件 |
| 5.4.2 探测效率刻度 |
| 5.5 效率刻度的不确定度 |
| 5.6 ~(85)Kr样品的检验 |
| 5.6.1 不同条件制备的~(85)Kr样品均匀性验证 |
| 5.6.2 ~(85)Kr样品长期稳定性测量 |
| 5.7 ~(85)Kr样品在不同型号谱仪间的量值传递 |
| 5.8 无源效率刻度与有源效率刻度的比较 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论及成果 |
| 6.2 问题及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、硕士期间发表文章 |
（7）用于X/γ射线剂量率测量的厚GEM探测器研究（论文提纲范文）
| 缩略语表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 第一章 国内外研究现状及本文研究内容 |
| 1.1 X/γ射线剂量率探测器发展情况 |
| 1.2 传统气体探测器X/γ剂量(率)测量问题 |
| 1.2.1 探测效率 |
| 1.2.2 本征死时间 |
| 1.3 厚型气体电子倍增器 |
| 1.3.1 结构与工作特性 |
| 1.3.2 相关应用领域 |
| 1.3.3 厚GEM用于X/γ剂量率测量中的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 厚GEM探测器增益与探测效率的仿真计算 |
| 2.1 厚GEM膜增益与探测器探测效率 |
| 2.2 厚GEM膜增益模拟计算 |
| 2.2.1 电场模拟 |
| 2.2.2 气体放电 |
| 2.3 厚GEM探测器对X/γ射线的探测效率 |
| 2.3.1 本征探测效率η_0的计算 |
| 2.3.2 信号甄别效率η_Δ的计算 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 流气式厚GEM探测器设计 |
| 3.1 流气式厚GEM探测器结构组成 |
| 3.2 厚GEM膜的设计 |
| 3.2.1 厚GEM膜结构尺寸 |
| 3.2.2 厚GEM膜基材选择 |
| 3.3 厚GEM探测器优化设计 |
| 3.3.1 材料优选 |
| 3.3.2 结构优化 |
| 3.3.3 电场优化 |
| 3.4 流气式腔室设计 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 流气式厚GEM探测器X/γ剂量率性能测试 |
| 4.1 测试系统搭建 |
| 4.1.1 高压电路 |
| 4.1.2 读出系统 |
| 4.1.3 系统搭建 |
| 4.1.4 噪声问题分析与处理 |
| 4.2 X/γ剂量率响应实验 |
| 4.2.1 确定工作电压 |
| 4.2.2 剂量率响应 |
| 4.3 其他性能测试 |
| 4.3.1 能量响应 |
| 4.3.2 角响应 |
| 4.3.3 辐照稳定性 |
| 4.4 与G-M计数管性能比较 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 密闭式厚GEM集成探测器设计与实验 |
| 5.1 密闭式腔室设计 |
| 5.2 高压与读出电路设计 |
| 5.2.1 高压电路 |
| 5.2.2 读出电路 |
| 5.3 密闭式厚GEM探测器性能测试 |
| 5.3.1 系统搭建与噪声分析 |
| 5.3.2 低气压性能实验 |
| 5.3.3 辐照稳定性实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 增益刻度和测量方法 |
| A.1 增益刻度方法 |
| A.2 增益测量方法 |
| 附录 B 部分实验数据 |
| B.1 厚GEM探测器γ剂量率响应实验数据 |
| B.2 基于集成式读出系统γ剂量率响应实验数据 |
| B.3 能量响应实验数据 |
| B.4 角响应实验数据 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 主要简历 |
| 致谢 |
（8）数字化多道能谱仪系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究意义和选题依据 |
| 1.2 国内外发展历史及研究现状 |
| 1.3 本文章节安排 |
| 2 数字多道能谱仪系统相关理论 |
| 2.1 核辐射探测器工作原理 |
| 2.2 主放大器基本原理 |
| 2.3 峰值的采集与保持工作原理 |
| 2.4 幅度分析基本原理 |
| 2.5 核脉冲信号的统计规律 |
| 2.5.1 核脉冲计数的统计分布 |
| 2.5.2 核辐射探测器输出的脉冲幅度统计分布 |
| 2.6 滤波成形算法分析 |
| 2.6.1 二次多项式五点拟合平滑法原理 |
| 2.6.2 能谱寻峰基本原理 |
| 3 数字化多道能谱仪系统的设计 |
| 3.1 数字化多道能谱仪系统的工作原理 |
| 3.2 技术指标及主要影响因素 |
| 3.2.1 影响能量分辨率的主要因素 |
| 3.2.1.1 探测器固有的能量分辨率对能量分辨率的影响 |
| 3.2.1.2 核脉冲堆积对能量分辨率的影响 |
| 3.2.1.3 道宽与道数对能量分辨率的影响 |
| 3.2.2 影响非线性的主要因素 |
| 3.2.3 影响稳定性的主要因素 |
| 3.2.4 影响死时间的主要因素 |
| 3.3 数字多道能谱仪系统整体方案 |
| 3.4 模块功能简介 |
| 3.4.1 信号的前级衰减电路 |
| 3.4.2 峰值检测与保持模块 |
| 3.4.3 ADC采样电路模块 |
| 3.4.4 FPGA电路模块 |
| 3.4.5 ARM核心控制模块 |
| 3.4.6 网络通信与上位机模块 |
| 3.4.7 电源模块 |
| 4 数字化多道能谱仪系统的关键技术 |
| 4.1 能谱仪系统关键技术测试平台的功能和结构 |
| 4.2 脉冲信号的峰值保持技术 |
| 4.3 脉冲信号的峰值提取技术 |
| 4.3.1 FPGA内部逻辑总体设计 |
| 4.3.2 脉冲峰值提取技术的实现 |
| 4.3.2.1 滤波成形算法设计 |
| 4.3.2.2 峰值提取算法设计 |
| 4.4 数字信号处理与显示技术 |
| 4.4.1 上位机软件界面设计总体规划 |
| 4.4.2 通信模块设计 |
| 4.4.3 显示与存储模块设计 |
| 4.5 上位机界面设置 |
| 5 数字化多道能谱仪系统的测试与分析 |
| 5.1 系统测试方案 |
| 5.2 积分非线性测试 |
| 5.3 微分非线性测试 |
| 5.4 滤波成形测试 |
| 5.5 能量分辨率测试 |
| 5.6 双路一致性测试 |
| 5.7 调试过程中遇到的困难与解决方法 |
| 6 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士研究生期间取得的成果 |
（9）基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器关键技术与系统实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外发展及应用现状 |
| 1.2.1 国内外发展现状 |
| 1.2.2 核仪器应用现状 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 1.4 创新点或技术突破点 |
| 1.5 系统技术指标 |
| 1.6 研究课题来源 |
| 2 核辐射检测技术原理 |
| 2.1 核辐射物理基础 |
| 2.2 核辐射与物质作用原理 |
| 2.3 常见核辐射探测器结构及工作原理 |
| 2.4 NaI(Tl)γ能谱仪检测原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多道脉冲幅度分析器系统原理 |
| 3.1 放射性信号中的噪声分析 |
| 3.2 放射性信号的统计特点 |
| 3.3 多道脉冲幅度分析器设计原理 |
| 3.3.1 模拟多道脉冲幅度分析器 |
| 3.3.2 数字多道脉冲幅度分析器 |
| 3.4 设计方案论证 |
| 3.5 关键技术原理分析 |
| 3.5.1 数字滤波成形 |
| 3.5.2 数字基线估计 |
| 3.5.3 堆积判弃 |
| 3.5.4 幅度提取 |
| 3.5.5 谱线数据存储 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 数字多道脉冲幅度分析器硬件设计 |
| 4.1 硬件设计环境简介 |
| 4.2 高速ADC模数转换电路 |
| 4.3 FPGA信号处理电路 |
| 4.4 USB通信接口电路 |
| 4.5 系统电源电路 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 数字多道脉冲幅度分析器算法设计 |
| 5.1 软件设计环境简介 |
| 5.1.1 QuartusII集成开发环境 |
| 5.1.2 硬件描述语言简介 |
| 5.1.3 Matlab/Simulink开发平台简介 |
| 5.2 A/D转换控制逻辑 |
| 5.3 梯形成形逻辑 |
| 5.4 堆积判弃逻辑 |
| 5.5 基线估计算法逻辑 |
| 5.6 幅值提取算法逻辑 |
| 5.7 谱线成形及存储逻辑 |
| 5.8 USB2.0 通信控制逻辑 |
| 5.8.1 通信系统NoisII软核设计 |
| 5.8.2 USB固件代码编写 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 系统实现与测试 |
| 6.1 系统实现 |
| 6.2 系统功能测试 |
| 6.2.1 梯形成形算法功能测试 |
| 6.2.2 峰值提取算法功能测试 |
| 6.2.3 USB2.0 通信功能测试 |
| 6.3 系统性能测试 |
| 6.3.1 系统能量分辨率测试 |
| 6.3.2 系统能量线性测试 |
| 6.3.3 系统稳定性测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：在攻读学位期间取得的科研成果 |
（10）基于FPGA的数字化伽马能谱测量系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 本文研究的内容以及创新点 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 1.5 论文研究依托的主要项目 |
| 2 数字化伽马能谱理论分析 |
| 2.1 数字多道脉冲幅度分析的原理 |
| 2.2 数字伽马能谱测量的应用 |
| 2.3 能量分辨率影响因素分析 |
| 2.4 成形算法基本理论与性能比较 |
| 2.4.1 成形算法性能比较 |
| 2.4.2 成形算法的理论 |
| 3 系统设计方案 |
| 3.1 数字伽马能谱测量系统设计 |
| 3.2 γ射线探测器 |
| 3.2.1 γ 射线探测器选择 |
| 3.2.2 探测器结构 |
| 3.2.3 γ 射线探测器信号分析 |
| 3.3 ADC芯片选择 |
| 3.4 FPGA芯片选择 |
| 3.4.1 FPGA介绍 |
| 3.4.2 Actel FPGA选择 |
| 3.4.3 Actel FPGA开发流程 |
| 3.4.4 Actel FPGA开发工具 |
| 3.5 DSP芯片选择 |
| 3.5.1 DSP的介绍 |
| 3.5.2 TI DSP芯片的选择 |
| 3.5.3 DSP开发工具-CCS介绍 |
| 4 系统硬件电路设计 |
| 4.1 硬件总体设计 |
| 4.2 信号调理电路 |
| 4.2.1 放大电路设计 |
| 4.2.2 单端转差分电路 |
| 4.3 ADC模数转换电路 |
| 4.4 FPGA信号处理电路 |
| 4.5 DSP谱数据处理通讯电路 |
| 4.6 系统电源设计 |
| 4.7 数字多道板实物研制 |
| 4.8 数字伽马能谱测量系统实物样机 |
| 5 系统软件设计 |
| 5.1 软件总体设计 |
| 5.2 FPGA内核软件设计 |
| 5.2.1 系统时钟配置 |
| 5.2.2 高速采样控制 |
| 5.2.3 阈值判别 |
| 5.2.4 FIFO数据缓存设计 |
| 5.2.5 成形算法仿真 |
| 5.2.6 堆积判弃 |
| 5.2.7 峰值提取 |
| 5.2.8 数据成谱设计 |
| 5.3 DSP软件设计 |
| 5.3.1 DSP谱数据处理 |
| 5.3.2 DSP数据通讯 |
| 5.4 基于VB伽马能谱监测软件设计 |
| 5.4.1 上位机总体功能设计 |
| 5.4.2 串行数据通讯 |
| 5.4.3 能谱曲线绘制 |
| 5.4.4 能谱监测系统软件平台 |
| 6 系统测试 |
| 6.1 系统测试方案 |
| 6.2 实验室测试 |
| 6.2.1 脉冲采样与成形测试 |
| 6.2.2 能谱测试 |
| 6.2.3 系统能量分辨率 |
| 6.2.4 系统能量刻度 |
| 6.3 铀矿模型测试 |
| 6.3.1 系统效率刻度 |
| 6.3.2 系统谱峰稳定性 |
| 6.3.3 系统在高计数率下的性能测试 |
| 6.4 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、高计数率单道脉冲幅度分析器（论文参考文献）
- [1]基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究[D]. 宿凌超. 西南科技大学, 2021(08)
- [2]航空伽玛能谱测量多道脉冲幅度分析器研制[D]. 杨雯. 中国地质大学(北京), 2021
- [3]基于13N的多探头γ符合法反应堆泄漏监测研究[D]. 赵越. 南华大学, 2020(02)
- [4]基于FPGA的单道脉冲幅度分析器[J]. 刘飞,周建斌,刘泽威,吕新龙,周航. 核电子学与探测技术, 2020(05)
- [5]双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制[D]. 胡浪. 成都理工大学, 2020(04)
- [6]放射性惰性气体85Kr活度量值传递技术方法研究[D]. 王自路. 中国疾病预防控制中心, 2020(03)
- [7]用于X/γ射线剂量率测量的厚GEM探测器研究[D]. 李志远. 军事科学院, 2020(02)
- [8]数字化多道能谱仪系统关键技术研究[D]. 姜丹丹. 郑州大学, 2020(02)
- [9]基于FPGA的数字多道脉冲幅度分析器关键技术与系统实现[D]. 任印权. 东华理工大学, 2019(01)
- [10]基于FPGA的数字化伽马能谱测量系统[D]. 汤建文. 东华理工大学, 2019(01)