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根据S3C2440的多道脉冲幅度分析器硬件规划

摘要 传统的以单片机为核心的多道脉冲幅度分析器集成度低、软硬件设计难度大、系统升级困难。文中介绍了一种以高性能32位嵌入式处理器S3C2440处理为核心的多道脉冲幅度分析器的硬件设计方案,电路主要包括

摘要传统的以单片机为中心的多道脉冲起伏剖析器集成度低、软硬件规划难度大、体系升级困难。文中介绍了一种以高性能32位嵌入式处理器S3C2440处理为中心的多道脉冲起伏剖析器的硬件规划方案,电路首要包含鉴别电路、峰值扩展电路、操控电路和A/D转化电路。鉴别电路通过设定阈值去除低能噪声信号,峰值检测电路进行输入信号的峰位检测和峰值扩展,A/D转化电路完成输入信号的模仿-数字量的转化。操控电准确操控了整个电路的作业时序。测验标明,该体系具有杰出的微分非线性和积分非线性、速度快、安稳性好、可用于实际作业。
关键词多道脉冲起伏剖析器S3C2440峰值检测

多道脉冲起伏剖析器是核辐射丈量仪器的一个重要组成部分,它将被丈量的脉冲起伏规模均匀分为n个起伏距离,然后丈量输入脉冲在每一个起伏距离内的计数值,最终得到输入信号的脉冲起伏和相对应计数的联系曲线。传统的多道脉冲起伏剖析器多是以51系列单片机为中心电路体系。因为单片机的处理才能有限,因而这种仪器需求上位机的软件支撑。这种上、下位机的规划方法也约束了体系的功用,影响了体系的安稳性与实时性。此外,单片机体系的低集成度也导致了体系规划难度大,体系升级困难。文中提出了一个依据32位ARM 9核的S3C2440处理器的多道脉冲起伏剖析器规划方案。该规划能够对核信号进行收集、剖析、处理与显现,是一个高集成度、高精度、低功耗、低成本的多道脉冲起伏剖析体系。

1 体系整体硬件结构
体系规划方案如图1所示,硬件电路首要由鉴别电路、峰值检测电路、A/D转化电路和S3C2440外围扩展电路组成。体系作业原理:从核探测器输出的核脉冲信号分为两路。一路进入鉴别电路,该电路对信号的波形进行挑选,通过设定输入脉冲的阈值电压,抵达消除低能噪声的意图。另一路信号进入峰值扩展电路,该电路检测峰值到来时间,而且对脉冲的波峰进行展宽和坚持到能习惯A/D转化时间的宽度。操控电路操控整个硬件电路的作业时序,准确发动A/D转化。信号A/D转化完成后,S3C2440运用中止方法读取转化成果,将转化成果作为地址值,并使该地址的计数值加1。一个输入脉冲信号处理完毕后,S3C2440宣布门控信号使操控电路康复到初始状况,以等候下一个脉冲的到来。通过一段时间的丈量后,即能够得到信号的脉冲一起伏曲线。S3C2440外围接口电路的触摸屏能够完成整个体系的操控和操作。LCD显现屏用来显现能谱曲线以及数据处理成果。数据信息可选存储在USB设备中,以供计算机的后续处理。

2 首要硬件电路
2.1 鉴别电路
鉴别电路如图2所示,选用高速比较器LM311完成。调理W2电压分配器,能够设定脉冲的下限阈值。输入信号从LM311的正输入端输入。依据比较器LM311特性:当正输入端电压低于相输入端电压时,比较器输出低电平。反之,当正输入端电压高于设定的负向输入端压,则输出高电平。在规划中,通过调理W2的值,能够设定一个阈值电压,只要输入脉冲高于此阈值电压时,输出端OUTA输出一个高电平。
2.2 峰值检测电路
峰值检测电路如图3所示,首要选用放大器CA3140和比较器LM311。峰值检测电路能够检测输入脉冲峰值的到来时间,并将输入脉冲的峰顶进行扩展宽并坚持必定时间,使A/D转化器能正确地转化脉冲电压。

峰值扩展作业原理:初始状况模仿开关J1断开,J2导通。输入脉冲由从放大器正向输入端输入,当脉冲信号处于上升沿,而且超越鉴别电路的阈值电压时,模仿开关J1断开,J2断开,二级管D2导通,负反馈回路接通。此刻放大器相当于电压跟从器,其输出端的电压等于输入端的电压,而且给电容C9充电。等输入信号抵达峰值后下降时,模仿开关J1导通,J2断开,以避免短时间内过多的信号在电容C22上堆积,导致电路不能进行峰值扩展。放大器的反向端电压大于正向电压,输出负信号,二极管D2截止,负反馈回路断开。此刻电容C9上的电压为峰值电压。因为二极管的反向电阻和放大器的输入阻抗都较大,电容C9不能通过二极管D2放电,完成了峰值扩展的意图。二极管D1和电阻R5对输出的负信号的起伏进行必定了的约束,确保了放大器及整个峰值坚持电路安稳的作业。最终输入信号通过放大器U6进入A/D转化器。等后续的A/D转化完毕后,本电路复位,模仿开关J1断开,J2导通,使电容C9快速放电,等候下一个脉冲信号到来。
峰位的检测作业原理:在比较器U4中,输入脉冲Vin从LM311负向输入端输入,峰值扩展输出的信号Vpeak从LM311的正向输入端输入。因为Vpeak是输入脉冲Vin通过峰值扩展电路延时后的信号,因而,开端时间,Vin>Vpeak,此刻输出端输出低电平。一旦输入脉冲的峰值到来,则VinVpeak,此刻LM311输出高电平。

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