多道脉冲分析器原理与结构

2026/4/26 2:22:23

甄别和控制电路具体工作过程如下:

》嵌入式微处理器控制中心给控制电路发出信号,控制电路处于工作状态;

》脉冲信号到达多道脉冲幅度分析器后,由甄别电路进行甄别,过峰值后将峰值通过的时间信息提供给控制电路;

》控制电路启动模数转换;

》模数转换完毕,嵌入式微处理器控制中心产生中断,同时使控制电路转入不工作状态,并进行相应的数据处理;

》中断完毕,单片机发信号使控制电路重新处于工作状态

采样开始时,先由ARM通过控制74LS74来启动A/D,然后,使U201B的CD和U201A的CD及SD端输出高电平,控制电路处于接收信号状态。当信号上升沿的能量低于设定的闭值电压时,U201B的CLK端为低电压,此时,U201B的CD, SD端均为高电平,输出端9脚保持原来的低电平不变。当信号上升沿的能量高于设定的闭压值时,U201B的CLK端为高电压,输出端9脚输出高电平,启动U201A。当脉冲没有达到峰值时,比较器U202A同相输入端电压低于反相输入端电压,12端输出低电压,过峰后,12端输出高电平,R/C输出低电平启动A/D转换。转换完毕后,由ARM重新控制A/D进行下一个脉冲信号进行采集。

甄别电路和控制电路的工作流程如图4-4所示。

4. 1. 3模数转换电路

模数转换电路是核数据脉冲幅度分析器的核心电路,它的作用是:将模拟量转换成数字量,并将转换结果反馈给微控制。对多道脉冲幅度分析器而言,就是用于快速、高精度地对输入的核脉冲信号进行采样,将脉冲的幅度值转换成微控制器所能够处理的数字量。模数转换电路作为多道脉冲幅度分析器的关键部件,其性能的好坏直接影响整个系统的能量分辨率和转换精度等参数。表4-2列出了几种不同A/D芯片的对比参数。

表4-2几种不同A/D芯片参数比较

综合对多道脉冲幅度分析器的ADC芯片的主要性能指示如转换速度,功耗,转换精度等的考虑,本系统选用了ADI公司的AD7994, AD7994是4通道12位低功耗逐次逼近式ADC,通过工IC总线进行数据传输,选择器件地址及接口模式。最高采样率为188ksps,转换时间为2μs,工作电压提供为+5V单电源,使用外部参考电压4. 906V

目前,由于大规模集成电路在制造工艺上的提高,A/D转换器在精度上可以做得很高,其微分非线性有了很大的改善。因此,在多道脉冲幅度分析器的设计时,选用高精度的12位A/D转换器AD7994,在实际工作中,采用“并道”的办法,每4道并作1道,则道宽非线性即可降低原来的1/4。这种方法尽可能地降低了由于ADC本身造成的非线性误差。


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