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USB便携式多道γ能谱仪的设计与实现

时间:2021-10-01 08:01:12 电子通信论文 我要投稿

USB便携式多道γ能谱仪的设计与实现

摘要:讨论了串行总线(USB)技术应用于便 携式多道γ能谱仪的可行性,并详细介绍了 系统的硬件、固件、设备驱动程序以及应用程序的设计方法,最后给出了其性能测试结果。

    关键词:USB γ能谱数据采集 WDM

野外地面γ能谱测量技术主要研究地壳岩石土壤中产生的能量范围约为30keV~3000keV的γ射线,这里面包含着轴、钾等天然放射性核元素信息、核工程活动产生的大量人工放射性核元素信息以及γ射线与地壳相互作用产生的相关信息。而用于获取和处理γ能谱数据的多道γ能谱仪是重要的研究课题,其功能是把从γ射线探测器得到的脉冲信号转换为X-Y轴的能谱形式并显示出来(X轴代表能量,Y轴代表脉冲计数)。

    传统的多道γ能谱仪一般采用NIM(Nuclear Instrument Module)插件的标准模式。但其存在体积庞大、抗干扰能力差等缺点,不适合于野外现场测量。为适应多道γ能谱仪智能化、微机化、便携化的实际需要,本设计采用笔记本电脑作为γ能谱仪的上位机。常用接口方式主要有RS-232C串口、红外线端口、EPP并口、USB、1394、Ethernet等。这几种接口方式的特点比较如表1所示。

表1 接口方式特点比较

方式长度(m)速度(b/s)主要优点主要缺点串口1520k应用广泛,研发简单速度慢,逐渐被淘汰并口108M速度较快,研发简单逐渐被淘汰红外线2115k无线传输距离短,可靠性差,耗电大USB1.1512M传输稳定,速度快,使用方便,具有弹性,代表接口发展方向协议复杂,研发难度较大13941.5400M传输速度快,具有弹性特定用途(视频),研发难度大Ethernet50010M传输可靠,使用方便 ,资源共享特定用途(LAN),研发难度大

经过比较轮证发现,USB作为近年出现的一种代表微机接口发展方向的新型总线规范,其便捷易用、速度快、可靠

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