基于FPGA的磁量热计数据采集系统研制

TL99; 磁量热计是基于量热法的低温粒子探测器,可实现射线高分辨测量.为解决磁量热信号微弱易受到噪声影响导致信号采集困难的难题,本研究基于现场可编程门阵列(FPGA)研发了一套磁量热计数据采集系统,并对搭建的系统进行测试,成功实现了60Co能谱数据和磁量热信号噪声谱的采集,且能谱展宽与信号放大倍数之间的线性拟合R2 达到 0.9781,表明该系统可有效实现信号采集.在离线模式下使用梯形滤波、平顶尖峰滤波、高斯滤波对传统核探测器信号、模拟及实际的磁量热信号分别进行成形效果及能量分辨力优化效果的对比,三者中平顶尖峰滤波性能最优越,可以使高纯锗对241Am源59.54 keV的γ能量分辨力从 0....

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Published in同位素 Vol. 37; no. 5; pp. 463 - 471
Main Authors 李阳, 徐利军, 刘蕴韬, 朱保吉, 张雨禾, 金琦, 周宗正, 李元桥, 林敏, 郝丽杰, 王洪亮, 金诗淳
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国原子能科学研究院计量与校准技术重点实验室,北京 102413 2024
Subjects
cusp filtering
FPGA
数据采集系统
data acquisition system
field programmable gate array
gaussian filtering
trapezoidal filtering
平顶尖峰滤波
梯形滤波
高斯滤波
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ISSN1000-7512
DOI10.7538/tws.2024.youxian.053

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Summary:TL99; 磁量热计是基于量热法的低温粒子探测器,可实现射线高分辨测量.为解决磁量热信号微弱易受到噪声影响导致信号采集困难的难题,本研究基于现场可编程门阵列(FPGA)研发了一套磁量热计数据采集系统,并对搭建的系统进行测试,成功实现了60Co能谱数据和磁量热信号噪声谱的采集,且能谱展宽与信号放大倍数之间的线性拟合R2 达到 0.9781,表明该系统可有效实现信号采集.在离线模式下使用梯形滤波、平顶尖峰滤波、高斯滤波对传统核探测器信号、模拟及实际的磁量热信号分别进行成形效果及能量分辨力优化效果的对比,三者中平顶尖峰滤波性能最优越,可以使高纯锗对241Am源59.54 keV的γ能量分辨力从 0.598 keV提高到 0.536 keV,验证了数字滤波的必要性,可为磁量热计数字滤波方法选择提供可靠依据.
ISSN:1000-7512
DOI:10.7538/tws.2024.youxian.053