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八通道卡在放射性核輻射監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

   2011年07月04日 14:07  
  8通道卡可以廣泛應(yīng)用于雷達(dá)設(shè)計(jì)與測(cè)試、生產(chǎn)測(cè)試、智能信號(hào)、激光雷達(dá)、通信、無(wú)損檢測(cè)、光譜、超聲測(cè)試、高質(zhì)量圖形成像及超聲測(cè)試等領(lǐng)域。
  
  一用戶(hù)要用數(shù)據(jù)采集卡對(duì)放射性核輻射的衰減進(jìn)行監(jiān)測(cè)。計(jì)劃利用基于PC的數(shù)字化卡對(duì)從核輻射探測(cè)器獲取的成型脈沖進(jìn)行數(shù)字化。其應(yīng)用要求至少12bit分辨率、每秒zui低50MS/s樣點(diǎn)采樣率,并且采集存儲(chǔ)深度zui低256K,需8通道卡。數(shù)據(jù)采集卡的速度和可靠性對(duì)測(cè)量過(guò)程很重要。起初用戶(hù)需要四張雙通道卡,但zui終采用了Gage的Com-puScope8384八通道PCI數(shù)據(jù)采集卡。CS8384能以50MS/s的速率采集模擬信號(hào),分辨率為14bit,板上采集存儲(chǔ)深度可達(dá)2GS,一張卡即可解決問(wèn)題。
  
  從核輻射探測(cè)器獲取的成型脈沖的速率(發(fā)生的頻率)和幅度是變化的。波形大概為高斯波形,總寬度為3μs~5μs,是zui大幅度的一半(FWHM)。每個(gè)脈沖的特征描述對(duì)斷定輻射物質(zhì)的放射性非常關(guān)鍵。這些物質(zhì)的計(jì)數(shù)率從非常低的(每分鐘O.02個(gè)脈沖)到相對(duì)高的(每分鐘大于1000個(gè)脈沖)都有。
  
  用戶(hù)要求盡可能少遺漏衰減事件,同時(shí)連續(xù)將脈沖數(shù)字化。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中重新顯示數(shù)字化的脈沖非常重要,并需要在近實(shí)時(shí)狀態(tài)下進(jìn)行。
  
  他們需要采集卡以50MS/s將兩個(gè)輸入電壓信號(hào)數(shù)字化。電壓分辨率至少1/4096。這意味著需要至少12bits的垂直分辨率。每個(gè)記錄的點(diǎn)數(shù)高達(dá)4096個(gè),每通道zui少需要256KS采集內(nèi)存。
  
  用CS8384外部時(shí)鐘,50MS/s采樣率采集zui小的256點(diǎn)用時(shí)5.12μs。再將采集到的512Bytes(每個(gè)樣點(diǎn)2Bytes)通過(guò)PCI總線主控(200MB/s)傳輸?shù)絇C-RAM進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存,每通道用時(shí)3μs。之后,名義上需要100μs為下一個(gè)觸發(fā)進(jìn)行重整。因此,在8通道系統(tǒng)中,一個(gè)周期全部時(shí)間(脈沖重復(fù)間隔)在的情況下約為
  
  PRI=8channelsx3μs+100μs=124μs
  
  因此連續(xù)觸發(fā)PRF好于7kHz。這比客戶(hù)要求的>17Hz(每分鐘1000個(gè)脈沖)好500倍。
  
  理論上,我們無(wú)法保證顯示所有脈沖,也無(wú)法保證不丟失脈沖。對(duì)任何基于GUI軟件的應(yīng)用來(lái)說(shuō),適配刷新都是很大的瓶頸。在Gage的基于Windows的GageScope軟件設(shè)計(jì)中,通常要達(dá)到30Hz或更快的刷新率來(lái)保證它不閃動(dòng)。用戶(hù)自己也可開(kāi)發(fā)軟件以達(dá)到這一速率。如果這樣,Gage將為其提供CompuScope/C/C#軟件開(kāi)發(fā)包。
  
  Gage的8通道卡不但采樣率高,還可在單一系統(tǒng)中zui多集成128個(gè)通道,同時(shí)具有很多其它特性,如外部時(shí)鐘、時(shí)鐘輸入輸出、觸發(fā)輸入輸出、10MHz參考時(shí)鐘、時(shí)間戳記、高速PCI傳輸率,以及長(zhǎng)存儲(chǔ)深度和前觸發(fā)多記錄模式等。

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