摘要传统的以单片机为中心的多道脉冲起伏剖析器集成度低、软硬件规划难度大、体系升级困难。文中介绍了一种以高性能32位嵌入式处理器S3C2440处理为中心的多道脉冲起伏剖析器的硬件规划方案，电路首要包含鉴别电路、峰值扩展电路、操控电路和A／D转化电路。鉴别电路通过设定阈值去除低能噪声信号，峰值检测电路进行输入信号的峰位检测和峰值扩展，A／D转化电路完成输入信号的模仿-数字量的转化。操控电准确操控了整个电路的作业时序。测验标明，该体系具有杰出的微分非线性和积分非线性、速度快、安稳性好、可用于实际作业。
关键词多道脉冲起伏剖析器；S3C2440；峰值检测
多道脉冲起伏剖析器是核辐射丈量仪器的一个重要组成部分，它将被丈量的脉冲起伏规模均匀分为n个起伏距离，然后丈量输入脉冲在每一个起伏距离内的计数值，最终得到输入信号的脉冲起伏和相对应计数的联系曲线。传统的多道脉冲起伏剖析器多是以51系列单片机为中心电路体系。因为单片机的处理才能有限，因而这种仪器需求上位机的软件支撑。这种上、下位机的规划方法也约束了体系的功用，影响了体系的安稳性与实时性。此外，单片机体系的低集成度也导致了体系规划难度大，体系升级困难。文中提出了一个依据32位ARM 9核的S3C2440处理器的多道脉冲起伏剖析器规划方案。该规划能够对核信号进行收集、剖析、处理与显现，是一个高集成度、高精度、低功耗、低成本的多道脉冲起伏剖析体系。
1 体系整体硬件结构
体系规划方案如图1所示，硬件电路首要由鉴别电路、峰值检测电路、A／D转化电路和S3C2440外围扩展电路组成。体系作业原理：从核探测器输出的核脉冲信号分为两路。一路进入鉴别电路，该电路对信号的波形进行挑选，通过设定输入脉冲的阈值电压，抵达消除低能噪声的意图。另一路信号进入峰值扩展电路，该电路检测峰值到来时间，而且对脉冲的波峰进行展宽和坚持到能习惯A／D转化时间的宽度。操控电路操控整个硬件电路的作业时序，准确发动A／D转化。信号A／D转化完成后，S3C2440运用中止方法读取转化成果，将转化成果作为地址值，并使该地址的计数值加1。一个输入脉冲信号处理完毕后，S3C2440宣布门控信号使操控电路康复到初始状况，以等候下一个脉冲的到来。通过一段时间的丈量后，即能够得到信号的脉冲一起伏曲线。S3C2440外围接口电路的触摸屏能够完成整个体系的操控和操作。LCD显现屏用来显现能谱曲线以及数据处理成果。数据信息可选存储在USB设备中，以供计算机的后续处理。
2 首要硬件电路
2．1 鉴别电路
鉴别电路如图2所示，选用高速比较器LM311完成。调理W2电压分配器，能够设定脉冲的下限阈值。输入信号从LM311的正输入端输入。依据比较器LM311特性：当正输入端电压低于相输入端电压时，比较器输出低电平。反之，当正输入端电压高于设定的负向输入端压，则输出高电平。在规划中，通过调理W2的值，能够设定一个阈值电压，只要输入脉冲高于此阈值电压时，输出端OUTA输出一个高电平。
2．2 峰值检测电路
峰值检测电路如图3所示，首要选用放大器CA3140和比较器LM311。峰值检测电路能够检测输入脉冲峰值的到来时间，并将输入脉冲的峰顶进行扩展宽并坚持必定时间，使A／D转化器能正确地转化脉冲电压。
峰值扩展作业原理：初始状况模仿开关J1断开，J2导通。输入脉冲由从放大器正向输入端输入，当脉冲信号处于上升沿，而且超越鉴别电路的阈值电压时，模仿开关J1断开，J2断开，二级管D2导通，负反馈回路接通。此刻放大器相当于电压跟从器，其输出端的电压等于输入端的电压，而且给电容C9充电。等输入信号抵达峰值后下降时，模仿开关J1导通，J2断开，以避免短时间内过多的信号在电容C22上堆积，导致电路不能进行峰值扩展。放大器的反向端电压大于正向电压，输出负信号，二极管D2截止，负反馈回路断开。此刻电容C9上的电压为峰值电压。因为二极管的反向电阻和放大器的输入阻抗都较大，电容C9不能通过二极管D2放电，完成了峰值扩展的意图。二极管D1和电阻R5对输出的负信号的起伏进行必定了的约束，确保了放大器及整个峰值坚持电路安稳的作业。最终输入信号通过放大器U6进入A／D转化器。等后续的A／D转化完毕后，本电路复位，模仿开关J1断开，J2导通，使电容C9快速放电，等候下一个脉冲信号到来。
峰位的检测作业原理：在比较器U4中，输入脉冲Vin从LM311负向输入端输入，峰值扩展输出的信号Vpeak从LM311的正向输入端输入。因为Vpeak是输入脉冲Vin通过峰值扩展电路延时后的信号，因而，开端时间，Vin>Vpeak，此刻输出端输出低电平。一旦输入脉冲的峰值到来，则VinVpeak，此刻LM311输出高电平。
