應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路的製作方法

2023-07-08 08:46:16

專利名稱：應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於光譜設備的分析系統，特別涉及一種應用於能量色散
螢光光譜儀等光譜設備的多道脈衝幅度分析電路。
背景技術：
目前，在能量色散螢光光譜類設中備，從探測器產生的信號經過前放和主放電路 放大整形，通過多道脈衝幅度分析系統，按電壓幅值分道記錄。即是把不同幅度的脈衝信號 分別記錄在不同的道址中，道址的橫向表示為脈衝幅度值，縱向為單位時間內相同電壓幅 值採集的數目。由此測得脈衝數隨幅值正態分布的譜形，該譜形也就是X射線能譜。其工 作原理是當採集到某個脈衝幅值A時，經過模數轉換電路，轉換成一數字編碼B(相當於道 址碼)，然後在存儲器中找到相應的道址碼，並在其計數值累加1。 傳統的多道脈衝幅度分析系統往往採用數據採集及轉換處理電路和單片機或計 算機等組成綜合分析系統，且通訊接口 一般採用串口或並口 。該系統一般存在體積設計較 大，功耗較高，處理速度慢，集成度差，抗幹擾能力差，傳輸速度慢，操作測量不方便等缺點。

實用新型內容本實用新型的目的在於提出一種結構緊湊、體積小、集成度高、穩定性好，且功耗
低的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析系統，從而克服現有技術中的不足。 為實現上述發明目的，本實用新型採用了如下技術方案 —種應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，包括閾值比較電路、模數轉換電 路、數模轉換電路、通訊控制電路和外圍接口電路，其特徵在於所述多道脈衝幅度分析電 路還包括光譜數據存儲分析電路，光譜採集信號經過閾值比較電路有效化處理後，交由模 數轉換電路轉換成數位訊號，並輸入光譜數據存儲分析電路處理後，再經通訊控制電路和 外圍接口電路發送至外置控制設備，外置控制設備發出的指令依次經外圍接口電路和通訊 控制電路傳輸至光譜數據存儲分析電路進行處理，再交由數模轉換電路轉換成模擬信號， 並傳輸至受控光譜組件。 具體而言，所述閾值比較電路、模數轉換電路、數模轉換電路、光譜數據存儲分析
電路、通訊控制電路和外圍接口電路均集成設置在同一 電路板上。 所述光譜數據存儲分析電路為可編程邏輯器晶片(CPLD)。 所述外置控制設備為計算機。 所述通訊控制電路為USB通訊控制晶片； 所述外圍接口電路為USB接口電路； 另外，上述閾值比較電路和模數轉換電路之間還可設置峰值保持電路，以拓寬被 測脈衝信號的峰值，而光譜數據存儲分析電路與外置控制設備之間還可設置一死時間補償 電路，以消除死時間對多道脈衝分析的光譜數據的影響。 本實用新型通過將閾值比較電路、模數轉換電路、數模轉換電路、通訊控制電路和外圍接口電路等集成設置(如貼裝方式)在同一電路板上，並在其中增設一光譜數據存儲 分析電路，從而構建一種應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其集成度高、能耗低， 同時，通過將該分析電路與外置控制設備，如個人計算機等配合，即可完成對數據的高速邏 輯運算和指令控制，從而實現對光譜設備的實時控制。上述閾值比較電路為脈衝電壓幅度 鑑別器，它設為上下限兩個閾值。其設計電路是相同，只是其觸發電平設置不一樣，前者高 後者低。兩者之差即是道寬。而上述的光譜數據存儲分析電路優選採用可編程邏輯器晶片 (CPLD晶片)，其可完成高速複雜的邏輯運算和指令控制，且集成度和穩定性大大增強，而 上述通訊控制電路優選採用USB通訊控制晶片，其兼容性強，傳輸數據快，有利於大量的光 譜數據傳輸分析。 該應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路的工作原理為光譜採集的信號經過 閾值比較電路處理，去掉無用信號，再經過模數轉換電路轉換成數位訊號送到CPLD晶片， 由CPLD經過存儲並進一步處理，再經過USB通訊控制晶片送給計算機轉變成圖形顯示，另 外計算機發送通訊控制指令，經過USB控制晶片送到CPLD晶片，再由CPLD晶片根據指令解 碼後經過數模轉換電路，再去控制光譜設備裡面相應的受控部件(如高壓電源，步進電機 等)。 與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於該應用於光譜設備的多道脈衝幅 度分析電路可實現對光譜設備的實時控制，結構緊湊、體積小、集成度高、穩定性好、運行速 度快、功耗低，且便於操作。本實用新型可被廣泛應用於如紫外光譜、紅外光譜和能量色散 螢光光譜等設備中。

圖1為本實用新型具體實施方式
中應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路的 結構示意圖 圖2為圖1所示應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路的工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型的內容作進一步說明。 如圖1 2所示，該多道脈衝幅度分析電路主要應用於能量色散螢光光譜設備，其
包括採用貼裝方式集成設置在同一電路板上的閾值比較電路(可採用脈衝電壓幅度鑑別
器)、模數轉換電路、數模轉換電路、可編程邏輯器(CPLD)晶片、死時間補償電路、USB通訊
控制電路和外圍接口電路，外圍接口電路與受控光譜組件、外置的個人計算機和數模轉換
電路分別連接，數模轉換電路與CPLD晶片連接。 包含該多道脈衝幅度分析電路的能量色散螢光光譜設備的工作過程為 (l)X射線經過探測器後產生脈衝信號，該脈衝信號依次經前置放大器放大以及主 放大器放大和濾波整形後，交由閾值比較電路處理，去掉無用信號，並進行峰值保持處理； (2)經處理後的脈衝信號再輸入模數轉換電路，模數轉換電路對接收到的脈衝信 號的電壓值進行編碼，將電壓模擬信號轉換成數位訊號(道址碼)輸送到CPLD晶片； (3)CPLD晶片對接收的數位訊號進行經過存儲以及進一步處理，並由死時間補償 電路消除死時間對數據信號的影響；[0024] (4)數位訊號經過USB通訊控制晶片送給計算機轉變成圖形顯示； 同時，計算機發送通訊控制指令，經過USB控制晶片送到CPLD晶片，再由CPLD芯
片根據指令解碼後經過數模轉換電路，再去控制光譜設備裡面相應的受控部件(如高壓電
源，步進電機等)。 該多道脈衝幅度分析電路可實現對光譜設備的實時控制，集成度高、穩定性好，且 功耗低。 上述實施例僅為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術 的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。 凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之 內。
權利要求一種應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，包括閾值比較電路、模數轉換電路、數模轉換電路、通訊控制電路和外圍接口電路，其特徵在於所述多道脈衝幅度分析電路還包括光譜數據存儲分析電路，光譜採集信號經過閾值比較電路有效化處理後，交由模數轉換電路轉換成數位訊號，並輸入光譜數據存儲分析電路處理後，再經通訊控制電路和外圍接口電路發送至外置控制設備，外置控制設備發出的指令依次經外圍接口電路和通訊控制電路傳輸至光譜數據存儲分析電路進行處理，再交由數模轉換電路轉換成模擬信號，並傳輸至受控光譜組件。
2. 根據權利要求1所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述閾值比較電路、模數轉換電路、數模轉換電路、光譜數據存儲分析電路、通訊控制電路和外圍接口電路均集成設置在同一 電路板上。
3. 根據權利要求1所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述光譜數據存儲分析電路為可編程邏輯器晶片。
4. 根據權利要求1所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述外置控制設備為計算機。
5. 根據權利要求1或2所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述通訊控制電路為USB通訊控制晶片。
6. 根據權利要求1或2所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述外圍接口電路為USB接口電路。
7. 根據權利要求1所述的應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，其特徵在於，所述光譜數據存儲分析電路與外置控制設備之間還可設置一死時間補償電路。
專利摘要本實用新型涉及一種應用於光譜設備的多道脈衝幅度分析電路，包括閾值比較電路、模數轉換電路、數模轉換電路、通訊控制電路、外圍接口電路以及光譜數據存儲分析電路，光譜採集信號經過閾值比較電路有效化處理後，交由模數轉換電路轉換成數位訊號，並輸入光譜數據存儲分析電路處理後，再經通訊控制電路和外圍接口電路發送至外置控制設備，外置控制設備發出的指令依次經外圍接口電路和通訊控制電路傳輸至光譜數據存儲分析電路進行處理，再交由數模轉換電路轉換成模擬信號，並傳輸至受控光譜組件。本實用新型結構緊湊、體積小、集成度高、穩定性好、運行速度快、功耗低，且便於操作，可被廣泛應用於如紫外光譜、紅外光譜和能量色散螢光光譜等設備中。
文檔編號G01J3/02GK201540158SQ200920178388
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者楊劍, 楊振, 柳春生 申請人:蘇州邁技科科技有限公司