【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng)-粒子物理與原子核物理

分類號(hào)： 密級(jí)：公開 研 究 生 學(xué) 位 論 文 論文題目 （中文 ） 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 論文題目 （外文 ） 研 究 生 姓 名 洪鵬飛 學(xué) 科 、專 業(yè) 物理學(xué) 粒子物理與原子核物理 研究方 向 核數(shù)據(jù)獲取與核儀器 學(xué)位級(jí) 別 碩 士 導(dǎo)師姓名、職 稱 李東倉 副 教授 論文工作起止年 月 2012 年 5 月至 2013 年 5 月 論文提交日 期 2013 年 5 月 論文答辯日 期 2013 年 5 月 學(xué)位授予日 期 2013 年 6 月 校址：甘肅省蘭州市 原 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：本人所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。學(xué)位論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究成果做出重要 貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 日 期： 關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明 本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬蘭州大學(xué)。 本人完全了解蘭州大學(xué)有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的 紙質(zhì)版 和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)蘭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用任 何復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為蘭州大學(xué)。 本學(xué)位論文研究內(nèi)容： 可以公開 不易公開，已在學(xué)位辦公室辦理保密申請(qǐng)，解密后適用本授權(quán)書。 （請(qǐng)?jiān)谝陨线x項(xiàng)內(nèi)選擇其中一項(xiàng)打 “”） 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 日 期： I 基于盲反卷積算法 的核能譜獲取系統(tǒng) 摘要 核能譜獲取系統(tǒng)是核物理實(shí)驗(yàn)裝置中最主要的部分之一，它的精確度影響了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。本文將盲目反卷積算法引入到核能譜的測(cè)量中，并設(shè)計(jì)了整套的數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用基于 入式 主控制器，用高速核信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采樣，并用 口將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)?序中，進(jìn)行在線的處理和顯示。結(jié)果表明該算法可有效去除核脈沖信號(hào)的堆積，并且能恢復(fù)基線，從而還原真實(shí)的核脈沖信號(hào)，整個(gè)體統(tǒng)具有傳輸速度快、在線處理和顯示等優(yōu)點(diǎn)。 第一章緒論部分介 紹本文選題的依據(jù)和研究意義，闡述當(dāng)前的各種核能譜獲取的方法及它們的優(yōu)缺點(diǎn)。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理部分，介紹基于盲反卷積算法核能譜獲取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路以及盲反卷積算法的原理。第三章硬件設(shè)計(jì)部分介紹系統(tǒng)各個(gè)硬件的選型，硬件的連接等。第四章軟件設(shè)計(jì)部分介紹系統(tǒng)所需的軟件編程程序，包括 代碼， 固件和上位機(jī) 程序編寫。第五章仿真部分驗(yàn)證盲目反卷積算法在核能譜獲取系統(tǒng)中的可行性及其效果。第六章實(shí)驗(yàn)部分將采集信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)，驗(yàn)證盲目反卷積算法的效果。第七章總結(jié)和展望部分論述本設(shè)計(jì)的核能譜獲取 系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而得到下一步的改進(jìn)計(jì)劃。 關(guān)鍵詞： 核脈沖，核能譜， 目反卷積 is of of of In we it of a of as it of a DC to C of of In ， of I ， as as V SB C ， of I, by to of of to of in 錄 摘要 . I . 一章 緒論 . 1 題依據(jù)及研究意義 . 1 能譜研究的現(xiàn)狀 . 1 卷積應(yīng)用現(xiàn)狀 . 3 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 . 4 究內(nèi)容 . 4 統(tǒng)的算法 . 5 積和反卷積 . 5 規(guī)反卷積和盲反卷積 . 6 盲反卷積引入核輻射探測(cè) . 6 反卷積算法的 序代碼 . 8 第三章 硬件設(shè)計(jì) . 9 片 . 9 其開發(fā)板簡介 . 11 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) . 11 發(fā)板介紹 . 12 片 . 13 片選擇 . 13 紹 . 13 使用 . 15 動(dòng)程序設(shè)計(jì) . 15 統(tǒng)的 動(dòng)程序解決方案 . 15 于 解決方案 . 16 圍顯示 . 17 符型 . 17 段 . 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 19 序開發(fā)環(huán)境 . 19 I 介紹 . 19 紹 . 21 于 碼設(shè)計(jì)及流程 . 23 建立 I 工程 . 24 建 件 . 24 I 中添加設(shè)計(jì) . 27 立 I 程 . 28 位機(jī)程序設(shè)計(jì) . 33 介紹 . 33 集處理顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 34 第五章 仿真 . 37 核信號(hào)的產(chǎn)生 . 37 測(cè)器輸出核信號(hào)的特點(diǎn) . 37 荷靈敏前置放大器的沖擊響應(yīng) . 37 聲的處理 . 37 反卷積的仿真 . 38 積的影響 . 38 線漂移的影響 . 40 聲的影響 . 41 慮 分辨率和采樣率對(duì)盲反卷積的影響 . 42 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析 . 46 驗(yàn)準(zhǔn)備 . 46 驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析 . 47 第七章 總結(jié)與展望 . 49 文總結(jié) . 49 續(xù)展望 . 49 參考文獻(xiàn) . 51 在學(xué)期間的研究成果 . 52 致 謝 . 53 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 1 第一章 緒論 題依據(jù)及研究意義 隨著人們的認(rèn)知和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，核輻 射的測(cè)量技術(shù)演變成了核探測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù) 相交叉的產(chǎn)物，無論在測(cè)量的速度和精度，還是在便捷性方面都有了顯著的提高。其作為一種尖端的物質(zhì)分析手段，不僅應(yīng)用于核研究，而且在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、化工和電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 1,2。 同時(shí)隨著高速 種數(shù)字化器件、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和微處理器的迅速發(fā)展，核信號(hào)的測(cè)量系統(tǒng)也向著數(shù)字化測(cè) 量系統(tǒng)不斷的邁進(jìn)，數(shù)字化在功能和性能等方面比模擬式的硬件產(chǎn)品有著明顯的優(yōu)越性 1,2。 本論文 引入 數(shù)字化的思想，將盲反卷積算法運(yùn)用到核能譜的獲取中，使用高速 換芯片 片 數(shù)字化器件。與傳統(tǒng)的核能譜獲取系統(tǒng)相比，系統(tǒng)的費(fèi)用大大降低，但在性能和便攜性上都有著很大的提升。 能譜研究的現(xiàn)狀 目前常用的核能譜獲取系統(tǒng)主要有 以下幾種： 一、 目前核電子學(xué)常用的核能譜獲取系統(tǒng)，采用的是模擬和數(shù) 字相結(jié)合的方法，前端的信號(hào)用模擬電路進(jìn)行處理，之后送入數(shù)字集成電路和微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字化多道分析器進(jìn)行甄別和模數(shù)變換，最終在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取與處理 , 如圖 統(tǒng)的核電 子學(xué)的測(cè)量系統(tǒng)通常有以下幾個(gè)部分構(gòu)成：核輻射探測(cè)器、前置放大器、主放大器、多道幅度分析器 等，用于獲取核輻射的能量信息 3,4。這套核能譜獲取系統(tǒng)比較完整， 技術(shù)成熟， 已做成 件的形式，缺點(diǎn)是手動(dòng)調(diào)節(jié)部分很多。 核 輻 射 探 測(cè) 器前 置 放 大 器主 放 大 器 ：濾 波 成 形線 性 放 大基 線 恢 復(fù)堆 積 拒 絕多 道 幅 度 分 析 器 ：幅 度 甄 別模 數(shù) 變 換計(jì) 算 機(jī) 數(shù)據(jù) 獲 取 與處 理 系 統(tǒng)圖 電子學(xué)常用核能譜獲取系統(tǒng) 二、 隨著計(jì)算機(jī) 技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，將 術(shù)和嵌入式技術(shù)引入核能譜的測(cè)量中，如將編寫好的核能譜獲取 作系統(tǒng)嵌入到微處理器核 片機(jī)中，蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 2 這里面的單片機(jī)取代了傳統(tǒng)儀器中的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、運(yùn)算器等，配上按鍵鍵盤和液晶顯示器，組成一套完整的平臺(tái)，系統(tǒng)具有很強(qiáng)便捷性和較高的通信能力 5。如圖 核 輻 射 探 測(cè) 器線 性 脈 沖 放 大 器甄 別 電 路控 制 電 路A R M 單 片 機(jī)A D L C 量 R A 鍵 盤前 放圖 核能譜嵌入式微機(jī)獲取系統(tǒng) 三、 要方式是將數(shù)字化在測(cè)量步驟中盡量提前，將以前用模擬電路實(shí)現(xiàn)的功能用數(shù)字 化的器件來實(shí)現(xiàn)，這些數(shù)字器件如用 數(shù)字信號(hào)處理來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的主放大器的功能，像濾波成形、線性放大、基線恢復(fù)和堆積拒絕等功能，之后再實(shí)現(xiàn)數(shù)字化多道幅度分析器的功能 1。如圖 探 測(cè) 器前 放A D C 采 集 卡基 線 扣 除 、 極 零 識(shí) 別極 零 補(bǔ) 償?shù)?通 濾 波F I R 濾 波 及 幅 度 分 析上 位 機(jī) 能 譜 獲 取及 處 理 單 元數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 單 元圖 數(shù)字化核能譜獲取系統(tǒng) 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 3 卷積應(yīng)用現(xiàn)狀 反卷積技術(shù)主要用于求解信號(hào)復(fù)原和系統(tǒng)辨識(shí)問題，是信號(hào)處理技術(shù)中具有理論挑戰(zhàn)性的分支，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者提出了多種數(shù)值反卷積算法，如反演法、遞歸法、直接求解法、傅立葉變換法、 Z 變換法等。其在光學(xué)、光譜 學(xué)、能譜學(xué)、生物化學(xué)、空間物理以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 6。 關(guān)于一維反卷積的應(yīng)用有主要有以下幾點(diǎn)： 雷達(dá)信號(hào)處理：抑制噪聲和干擾、抑制多徑干擾、改善雷達(dá)角分辨率等； 地震信號(hào)處理：改善地震圖的分辨率以利于解釋； 聲學(xué)和語音信號(hào)處理：語音、聲道建模和辨識(shí)，抑制交混回響，復(fù)原老的聲學(xué)記錄； 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理：心電、腦電和肌肉信號(hào)分析、建模和綜合。 二維信號(hào)或圖像的反卷積和復(fù)原技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了約 60 年的歷史，從 50 年代的空間探索開始，圖像的復(fù)原理論和算法在不斷的系統(tǒng)和成熟，它的典型應(yīng)用領(lǐng)域如下： 天文圖像 處理：克服大氣擾動(dòng)層對(duì)地基觀測(cè)天文圖像的降晰、克服觀測(cè)成像系統(tǒng)不理想造成的圖像降晰、改善空間飛行器獲得的攝像和錄像質(zhì)量； 醫(yī)學(xué)圖像處理：抑制各種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)或圖像獲取系統(tǒng)的噪聲、改善醫(yī)學(xué)圖像分辨率； 材料科學(xué)圖像處理：改善光學(xué)顯微鏡的分辨率、改善電子顯微鏡圖像和衍射圖像的分辨率、改善工業(yè) X 辨率； 公安、歷史、人文圖片的復(fù)原，監(jiān)視錄像復(fù)原，早期電影的復(fù)新等等 7。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 究內(nèi)容 本文將盲目反卷積 算 法應(yīng)用于核脈沖信號(hào)處理， 提出將核信號(hào)的數(shù)字處理提前至核輻射探測(cè)器 的前置放大器輸出端，直接用高速 置放大器的 信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采集，利用 發(fā)板和 片，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的傳輸，之后在上位機(jī) 進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)處理和顯示，將信號(hào)采集、傳輸和處理一體化，組成一套完整的數(shù)字化數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。設(shè)計(jì)框圖如圖 探 測(cè) 器前 放高 速 A D B 2 . 0盲 反 卷 積 算 法L a b V i e w 在 線 采 集 、數(shù) 據(jù) 處 理 和 顯 示F P G 傳 輸 平 臺(tái)圖 基于盲反卷積算法的 本設(shè)計(jì)涉及的工作主要有以下幾點(diǎn)： 選型，選擇采集速度和精度達(dá)到要求且經(jīng)濟(jì)的 片的選型及其固件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，片，使它也適用于其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?計(jì)時(shí)采用 嵌入式 思想，期間使用的開發(fā)軟件有： ； 序的軟件編程，涉及到 寫 點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)，并且能在線的處理和顯示這些數(shù)據(jù)，提供良好的用戶 操作 界面； 盲反卷積算法，并且驗(yàn)證算法的可行性。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 5 統(tǒng)的算法 積和反卷積 無論在科學(xué)研究中還是工程實(shí)際中，都要涉及到 卷積 （ 概念。用一個(gè)儀器來觀測(cè)和記錄一個(gè)物理現(xiàn)象和過程時(shí)，觀測(cè)到的不僅僅反映物理現(xiàn)象和過程，還反映儀器的特性，包括整個(gè)的傳輸系統(tǒng)線路和記錄的介質(zhì)等等 7。儀器系統(tǒng)的非理想性會(huì)是得到的觀測(cè)和記錄降質(zhì)（ 該降質(zhì)機(jī)制在數(shù)學(xué)上用一個(gè)疊加積分表示： ( ) ( , ) ( ) ( )y t S h t x d t (1) 式中， ()x 是原始的物理量， () 通過儀器觀測(cè)的結(jié)果， (, )表示觀測(cè)儀器在 時(shí)刻的脈沖沖擊響應(yīng)， S 表示的是整個(gè)觀測(cè)系統(tǒng)的非線性， ()t 表示噪聲。假如不考慮非線性的影響，而且許多實(shí)際問題中脈沖沖擊響應(yīng)是時(shí)不變的， （ 1）式變成卷積積分 ( ) ( ) ( ) ( )y t h x t d t (2) 定義兩個(gè)函數(shù) ( ) ( )h t x t、 的卷積為： ( ) ( ) * ( ) ( ) ( )y t h t x t h x t d (3) 對(duì)于定義在離散域的函數(shù)，若給定 ()序列 ( ) , 0 , 1 , 2 , 1x n n NL； 給定 ()序 列 ( ) , 0 , 1 , 2 , 1h n n ML；則它們的卷積定義為 1100( ) ( ) ( ) ( ) ( ) , 0 , 1 , 2 , 1n h n k x k h k x n k n L L (4) 式中 0 , 1 , 2 , 1L M N L ，是序列 ()長度。 將 (4)式寫成線性代數(shù)矩陣的形式，記 T ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) X x x x x NL （ 5） T ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) H h h h h （ 6） T ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) Y y y y y LL （ 7） 則 ( , ) ( , )h N x X F H（ 8） 其中 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 6 0101( , ) 101110000000000 0 09） ( , ) 列，（ M+。 規(guī)反卷積和盲反卷積 通過測(cè)量的物理量 ()系統(tǒng)的特性 ()到原來不失真的物理量 ()過程稱為反卷積（ 反卷積是一種手段或者技術(shù)方法，它根據(jù)觀測(cè)的 ()關(guān)于噪聲統(tǒng)計(jì)的知識(shí)來估計(jì)原來的 ()假如儀器的脈沖沖擊響應(yīng) ()已知的，或者可以通過測(cè)量得到，那么通過 ( ) ( )y t h t、 來求 ()為常規(guī)的反卷積問題。此時(shí) 只要根據(jù)線性代數(shù)的方法，即可求得 ()由 (8)式可得當(dāng) M=N 時(shí)，矩陣( , )( , )，此時(shí) 1( , ) F (10) 所以常規(guī)反卷積的本質(zhì)是求得沖擊響應(yīng)的逆矩陣。 如果 ( ), ( )x t h t 都是未知的，只通過 ()個(gè)參數(shù)來估計(jì) ()這樣的反卷積稱為盲反卷積（ 或者說預(yù)測(cè)反卷積。做這一類的反卷積，通常要根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)。經(jīng)過多年的研究和探索，盲反卷積在理論和 實(shí)踐上都有了長足的發(fā)展。 盲反卷積引入核輻射探測(cè) 將反卷積的思想應(yīng)用到核輻射探測(cè)的過程中，核脈沖信號(hào)通過測(cè)量儀器的過程，即為核脈沖信號(hào)與儀器沖擊響應(yīng)的卷積過程可表示成： d ()y t h t x t (11) 將式 (11)的連續(xù)信號(hào)變成離散序列，即為： *n n n ny x h (12) 式中， *為卷積符號(hào)， 輸入信號(hào)， 系統(tǒng)的特性或沖擊響應(yīng)， 輸出信號(hào)， n 為零均蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 7 值白噪聲 。 對(duì)于一維數(shù)據(jù)處理， 把卷積模型看成一個(gè)白噪聲序列 過線性系統(tǒng) 反卷積就是輸出信號(hào)序列 過一個(gè)白化濾波器 輸出 n 為白噪聲，此時(shí)， n 就是 一個(gè)估計(jì) 6，盲目反卷積算法的主要工作就是求 本文采用 自回歸 (型，考慮 q 步預(yù)測(cè)， q1 時(shí)，希望找到一組a(i)， i =1, 2, L, M，使 q 步預(yù)測(cè)值 ()y n q 與實(shí)際值 y(n+q)的誤差 (式 (4)的均方值 E2(n)最?。?1( ) ( ) ( 1 )n q a i y n i (13) 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 )y n q y n q y n q a i y n i (14) 根據(jù)正交原理，這必須使誤差正交于數(shù)據(jù)，即： ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) 01ME y n q n E y n q a i y n i y n (15) 化簡得： 1( ) ( 1 ) ( ) , 0 1i r l i r q l l M (16) 其中， r(i) = i) = Ey(n) y(n+i) = r(i) (17) 為確定 a(i)值，需解 M 個(gè)方程，式 (5)寫成矩陣形式為： ( 0 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( )( 1 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 1 )( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) ( ) ( 1 )r r r M a r qr r r M a r r M r a M r q M O M M 8) 式 (18)稱為 程，將 a(i)移至左邊，得式 (19)，上標(biāo) 1 為矩陣的逆， 1(1 ) ( 0 ) (1 ) ( 1 ) ( )( 2 ) (1 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 1 )( ) ( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) ( 1 )a r r r M r qa r r r M r r M r M r r q M M O M 9) 得到 ，由式 (11)計(jì)算 r(0) r(q+M1)及逆陣的值，即可算出 a(i)。此時(shí)白化濾波器表示為： p(n) =1, 0, , 0, a(1), a(2), , a(M)，式中有 q1 個(gè) 0， 濾波器的長度為 (M+q)，則輸入序列 估計(jì)： (n) = p(n)*y(n) x(n) (20) 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 8 反卷積算法的 序代碼 上節(jié)中所說的是盲反卷積的理論算法，但是 需要的是能夠在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的算 法或者代碼。引入傅里葉變換，對(duì) (20)式進(jìn)行簡化，可 得到能 在 點(diǎn)中運(yùn)行的碼。 如圖 圖 盲目反卷積 碼 圖 中 y 表示輸入的數(shù)組，即 收的數(shù)據(jù)； n 為反卷積濾波器的長度，對(duì)于不同信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)， n 的值有所不同，本文中其值為 2； x 就是需要得到的反卷積序列。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 第三章 硬件設(shè)計(jì) 整體的硬件系統(tǒng)以 核心，外圍是高速 片和 片，再加上一些顯示設(shè)備，如字符 型 8 個(gè) 7 段 有存儲(chǔ)設(shè)備 路原理如圖 A D 9 2 4 8L C D 1 6 x 2S E G 7 x 8S D R A P 1 3 6 2F P G AN i o s I IP r o c e s s o 路硬件設(shè)計(jì)原理圖 片 計(jì)采用的高速 片型號(hào)為 芯片是 司推出的 14 位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，采用 3V 供電（ 可），輸入電壓測(cè)量范圍 2度最高可達(dá) 65MS/s，它擁有兩個(gè)獨(dú)立的 個(gè)集成在芯片內(nèi)部的參考電壓。 差分流水線結(jié)構(gòu)，提高了 14 位精度的量化輸出。雙通道的 片不但 有常規(guī) 2 個(gè)單通道的 動(dòng)態(tài)性能，而且在抗串?dāng)_能力上比之有很大的提高 8。 時(shí)鐘的上升沿采樣，經(jīng) 7 個(gè)時(shí)鐘后完成整個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換，之后送到數(shù)據(jù)總線上，因此一般不考慮前 7 個(gè)時(shí)鐘周期的 采樣 。圖 示了 結(jié)構(gòu) 框圖： 圖 結(jié)構(gòu) 框圖 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 10 型的配置電路如圖 圖 典型配置電路 注意： 一般我們的信號(hào)都是單端輸出， 因此在使用 ，前端要 增加一個(gè)單端轉(zhuǎn)差分芯片。 它的引腳及功能如圖 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于盲反卷積算法的核能譜獲取系統(tǒng) 11 圖 引腳及功能 其開發(fā)板簡介 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 場可編程門陣列）是在 編程邏輯陣列）、 可編程器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼容了 優(yōu)點(diǎn)，不但能實(shí)現(xiàn)高速度下的邏輯功能，而且有著自己配套的軟件，在設(shè)計(jì)較大規(guī)模電路時(shí)，編程也是相當(dāng)靈活。與專用集成電路 C)相比，其最具有設(shè)計(jì)成本低、開發(fā)周期短、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測(cè)試、可實(shí)時(shí)在線檢驗(yàn)可靠性等優(yōu)點(diǎn) 9。 流采用 藝，如 司的大部分產(chǎn)品， 藝的大的特點(diǎn)是掉電數(shù)據(jù)會(huì)丟失，無法保存，所以它們的系統(tǒng)除了一個(gè) 外，外部還需要增加一個(gè)配置芯片用于保存編程數(shù)據(jù)，比如 次上電的時(shí)候都需要從這個(gè)配置芯片將配置數(shù)據(jù)流加載到 后才能正常的運(yùn)行； 當(dāng)然也有基于 藝的，如 司提供 產(chǎn)品