核脈沖信號采集、存儲、回放裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，其特征在于：該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接，所述主放大電路與高速ADC模塊相連接，所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接，所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接。本實用新型的優(yōu)點在于：方便現(xiàn)場操作和維護；同時與非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行一體化設(shè)計；方便對實現(xiàn)原始核信號的存儲和回放；在技術(shù)指標上，高速ADC模塊采集率＞20MHz，數(shù)據(jù)存儲深度＞2KByte，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應時間＜10μs。
【專利說明】核脈沖信號采集、存儲、回放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及核儀器儀表，尤其是一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]核技術(shù)是現(xiàn)代科學技術(shù)的重要組成部分，是當代最主要的尖端技術(shù)之一，也是社會現(xiàn)代化的標志之一。自1896年天然放射性被發(fā)現(xiàn)以來，隨著人工放射性的發(fā)現(xiàn)、原子核模型的建立、加速器和原子反應堆成功運轉(zhuǎn)以及第一顆原子彈的試爆成功，核技術(shù)已經(jīng)對世界政治、經(jīng)濟產(chǎn)生了人們預料不到的巨大的影響。國內(nèi)核技術(shù)的發(fā)展首先開始于上世紀50年代中期的國防軍工領(lǐng)域，而后核技術(shù)研究逐漸滲透到科學研究、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個領(lǐng)域。目前，世界上有近100個國家開展了核技術(shù)有關(guān)的研究、開發(fā)和利用。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，核技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了日益明顯的經(jīng)濟效益。2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值已經(jīng)超過8，000億美元。
[0003]隨著核技術(shù)的發(fā)展，核儀器儀表的研究也一直受到人們廣泛的關(guān)注。在核儀器儀表研究過程中，硬件系統(tǒng)的研制是必不可少的。研制硬件系統(tǒng)通常包括設(shè)計、制作、測試和優(yōu)化等4個步驟。其中，測試步驟主要是驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性，并發(fā)現(xiàn)設(shè)計和制作中存在不足，同時也為后續(xù)系統(tǒng)的完善優(yōu)化提出思路。通常測試步驟包括2個方面:(1)采用標準信號(指數(shù)衰減信號)進行系統(tǒng)測試；(2)采用實際信號(原始核信號)進行系統(tǒng)測試?？紤]到研制核儀器儀表解決實際工程問題的實用性要求，實際信號測試結(jié)果的正確性顯得更為突出。目前傳統(tǒng)做法中，實際信號常由放射性核素(例如137Cs，55Fe，241Am等)直接產(chǎn)生。而使用放射性核素產(chǎn)生核信號存在資質(zhì)許可和安全管理等2方面的限制。即使具備放射性核素資質(zhì)許可的生產(chǎn)單位和高校院所，放射性核素的日常存、借、還等管理制度方面也是相當繁瑣的。另外，使用放射性核素測試核儀器儀表的硬件系統(tǒng)對操作人員自身健康也是存在不小的危害。鑒于國內(nèi)核儀器儀表產(chǎn)業(yè)巨大的市場潛力和良好的應用前景，研制一種安全可靠、使用方便的核信號采集、存儲、回放裝置顯得非常迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，該裝置針對目前核儀器儀表研究領(lǐng)域中硬件系統(tǒng)測試的應用要求，將探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、非易失性存儲器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和可編程邏輯器件采用一體化設(shè)計，構(gòu)成一個可完成核脈沖信號采集、存儲、回放的綜合系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用安全、操作方便等優(yōu)點。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉(zhuǎn)換為電脈沖信號；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對探測器和前置放大模塊輸出的信號進行放大；所述主放大電路與高速ADC模塊相連接；所述高速ADC模塊將主放大電路輸出信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接；所述可編程邏輯器件完成對高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述非易失性存儲器用于存儲高速ADC模塊的轉(zhuǎn)換結(jié)果；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于回放實際核脈沖信號。采用3種類型的探測器和前置放大模塊分別采集
a、r廣z攀3種類型輻射粒子。采用非易失性存儲器存儲數(shù)字化后的實際核脈沖信號。采用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊回放實際核脈沖信號。
[0006]本實用新型的優(yōu)點在于:在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，采用一體化設(shè)計方案，方便現(xiàn)場操作和維護；在系統(tǒng)設(shè)計上，采用高速ADC模塊采集數(shù)據(jù)，同時與非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行一體化設(shè)計；在功能設(shè)計上，完成原始核信號實時采集的同時，把非易失性存儲和信號回放功能集成到系統(tǒng)中，方便對實現(xiàn)原始核信號的存儲和回放；在技術(shù)指標上，高速ADC模塊采集率> 20MHz，數(shù)據(jù)存儲深度> 2KByte，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應時間< 10 μ S。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型核脈沖信號采集、存儲、回放裝置連接原理圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0009]如圖中所示，一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。所述探測器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉(zhuǎn)換為電脈沖信號；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對探測器和前置放大模塊輸出的信號進行放大；所述主放大電路與高速ADC模塊相連接；所述高速ADC模塊將主放大電路輸出信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接；所述可編程邏輯器件完成對高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述非易失性存儲器用于存儲高速ADC模塊的轉(zhuǎn)換結(jié)果；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于回放實際核脈沖信號。
[0010]裝置的使用分為2個步驟。第一步，先將常用放射性核素(例如137Cs, 55Fe, 241Am等)的原始信號采集、存儲至非易失性存儲器內(nèi)。首先，放射性核素衰變的輻射粒子被探測器和前置放大模塊獲得，并轉(zhuǎn)換為電脈沖信號；其次，探測器和前置放大模塊輸出的電脈沖信號由主放大電路進行幅度放大，達到后續(xù)電路處理的要求；接著，放大后的電脈沖信號被高速ADC模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；最后，該數(shù)字信號保存到非易失性存儲器當中。第二步，將非易失性存儲器中存儲的原始信號直接回放，還原出原始信號。由可編程邏輯器件直接控制非易失性存儲器輸出數(shù)字信號和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊啟動轉(zhuǎn)換。如果需要更新或添加放射性核素的原始信號按照第一步執(zhí)行。
[0011]雖然結(jié)合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)不需要創(chuàng)作性勞動就能做出的各種變形或修改仍屬本專利的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，其特征在于:該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接，所述主放大電路與高速ADC模塊相連接，所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接，所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核脈沖信號采集、存儲、回放裝置，其特征在于:采用3種類型的探測器和前置放大模塊分別采集輻射粒子。
【文檔編號】G05B19/042GK203825414SQ201420179144
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】周偉, 王仁波, 湯彬, 周建斌, 張雄杰, 瞿金輝, 李揚紅 申請人:東華理工大學