基于LPC1764的多道脈沖幅度分析器的電路設計

摘 要： 為解決核輻射測量的實時性問題，設計了基于ARM Cortex?M3內核的LPC1764處理器、CPLD和高速A/D轉換等芯片構造多道脈沖幅度分析器的電路系統，該系統使用CPLD對高速A/D轉換數據進行處理，實現脈沖甄別和尋峰；使用LPC1764實現分類計數和統計并將結果通過USB上傳到計算機。實際測試結果表明，各項測量數據達到了設計指標的要求，能夠滿足高速實時測量的需求。

關鍵詞： 脈沖幅度分析器； CPLD； ARM； 實時測量

中圖分類號： TN79+2?34 文獻標識碼： A 文章編號： 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

在核輻射測量中，核輻射探測器輸出的脈沖信號幅度和入射粒子的能量成正比關系，通過測脈沖信號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）個幅度間隔，通過將模擬脈沖信號轉化成與其幅度對應的數字量，對落在各個幅度間隔內的脈沖分別計數，經過一段時間的累積，就可得到核輻射探測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現方法多種多樣[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的實現方法，該方法使用基于第二代 ARM Cortex?M3內核的LPC1764處理器[6?7]與CPLD相結合控制A/D采樣、脈沖幅度甄別和計數等工作，并通過USB 2.0接口將測量結果上傳到計算機進行顯示。該方法采用12位高精度高速A/D轉換芯片，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、沒有分析死區等特點，而且使用的芯片少、體積小、可靠性高、性價比高。……