带电粒子探测实验中使用的主放和数据获取电子学

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingke198621
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近十多年来,放射性束核反应实验已经成为核物理研究中的一个重要手段。用于放射性核束实验的带电粒子探测器望远镜阵列一般具有大量输出信号。如何快速、有效、低功耗的处理这些信号并将其转换成数据保存,是核电子学所面临的挑战。本文主要介绍一种用于带电粒子探测的多路脉冲信号放大成形及峰位保持电路,以及此电路后端的模-数转换与数据获取系统。   本电路的硬件结构上分为模拟与数字两部分:模拟电路部分由16路相互独立的信号处理通道构成,而每个信号处理通道包含主放大器电路和峰位保持电路两部分;数字电路部分主要由多路复用器、模-数转换器、单片机和USB通讯电路构成。整个电路硬件系统的设计与制作均借助EDA工具软件--AltiumDesigner来实现。在电路制作方面,采用双面印制PCB和大量的SMT(表面贴装)器件,以兼顾成本与空间上的要求。电路制作完成后,经过相应的测试与调试,硬件功能与性能均满足设计要求。   除了硬件系统外,本系统还开发了相应的软件程序,主要包括单片机工作主程序和主机应用程序。相关程序的运行调试正常,整个系统能够胜任多道脉冲峰值数据读取功能,满足核物理实验要求。在数据获取方面,本系统尝试采用了IJSB总线通讯标准,这不仅更加高速、便捷,也顺应了目前计算机通讯技术的潮流。  
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