基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器的電路設(shè)計(jì)

摘 要： 為解決核輻射測(cè)量的實(shí)時(shí)性問題，設(shè)計(jì)了基于ARM Cortex?M3內(nèi)核的LPC1764處理器、CPLD和高速A/D轉(zhuǎn)換等芯片構(gòu)造多道脈沖幅度分析器的電路系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用CPLD對(duì)高速A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)脈沖甄別和尋峰；使用LPC1764實(shí)現(xiàn)分類計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)并將結(jié)果通過USB上傳到計(jì)算機(jī)。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，能夠滿足高速實(shí)時(shí)測(cè)量的需求。

關(guān)鍵詞： 脈沖幅度分析器； CPLD； ARM； 實(shí)時(shí)測(cè)量

中圖分類號(hào)： TN79+2?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）15?0157?03

Circuit design of multi?channel pulse amplitude analyzer based on LPC1764

YAO Can

（School of Automation Engineering， UESTC， Chengdu 610000， China）

Abstract： In order to solve the real?time problems of nuclear radiation detection， a circuit system of multichannel pulse amplitude analyzer is designed， which is composed of ARM Cortex?M3 kernel based processor LPC1764， CPLD and high?speed A/D conversion chip. CPLD is used in the system to process the high?speed A/D data to achieve pulse screening and peak searching. LPC1764 is adopted to realize differential count and statistics， and upload the results to the computer by USB. The actual test results show that the measured data can meet the design requirements and high?speed real?time measurement demand.

Keywords： pulse amplitude analyzer； CPLD； ARM； real?time measurement

0 引 言

在核輻射測(cè)量中，核輻射探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)幅度和入射粒子的能量成正比關(guān)系，通過測(cè)脈沖信號(hào)的幅度就可以知道入射射線的能量。多道脈沖幅度分析器的基本原理是將脈沖幅度范圍平均分成[n]（多道脈沖幅度分析器的道數(shù)）個(gè)幅度間隔，通過將模擬脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成與其幅度對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，對(duì)落在各個(gè)幅度間隔內(nèi)的脈沖分別計(jì)數(shù)，經(jīng)過一段時(shí)間的累積，就可得到核輻射探測(cè)器輸出的脈沖幅度的分布曲線。

目前多道脈沖幅度分析器實(shí)現(xiàn)方法多種多樣[1?5]，本文介紹一種基于直接采樣分析脈沖波形的多道技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法使用基于第二代 ARM Cortex?M3內(nèi)核的LPC1764處理器[6?7]與CPLD相結(jié)合控制A/D采樣、脈沖幅度甄別和計(jì)數(shù)等工作，并通過USB 2.0接口將測(cè)量結(jié)果上傳到計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。該方法采用12位高精度高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣速率40 MHz，由于充分利用了CPLD的功能，該方法具有分析速度快、精度高、沒有分析死區(qū)等特點(diǎn)，而且使用的芯片少、體積小、可靠性高、性價(jià)比高?！?br>