Импульстік анализатор dp5

Қарау

Amptek DP5 - ең заманауи, өнімділігі жоғары, қуатты аз импульстік процессор. Ол дәстүрлі аналогтық спектроскопиялық жүйелердегі пішіндеуіш пен анализаторды ауыстыра отырып, алдын ала күшейткіш шығысынан сигналды цифрлайды. DP5 дәстүрлі жүйелерге қарағанда бірнеше ерекше артықшылықтарды ұсынады, соның ішінде жақсартылған өнімділік (өте жоғары ажыратымдылықпен, жоғары өткізу қабілетімен және жоғары тұрақтылықпен), жоғары икемділікпен, аз қуат тұтынумен, шағын өлшеммен және төмен бағамен.

DP5 арнайы схема арқылы импульстік өңдеуді жүзеге асырады. Ол құрылғыны басқаруға арналған 8051 үйлесімді микроконтроллерді қамтиды. Байланыс интерфейстеріне RS232, USB және Ethernet кіреді. Бірнеше жалпы мақсаттағы енгізу/шығару желілері де қол жетімді. DP5 OEM құрылғыларына және теңшеу опцияларын қажет ететін және электроникамен таныс зертхана пайдаланушыларына арналған.

Сурет 1. DP5 Фото: 3,5" x 2,5"

Ерекшеліктер

80 МГц ADC
Фигуратор мен анализаторды ауыстырады
Кез келген полярлық преампаларды қалпына келтіруді және кері байланысты қолдайды
MCS режимі
16 SCA
PMT пайдалану үшін зарядқа сезімтал алдын ала күшейткішпен конфигурацияланады
Зертханалық жағдайларда OEM пайдалану үшін
Баптауда икемді

Импульстік өңдеу және MCA

Трапеция тәрізді импульстік пішін
Ең жоғары уақыт 0,1-ден 102,4 мкс дейін
Ұзақтығы 0,05 пен 51,2 мкс
4000000 Гц
8000 арнаға дейін

Байланыс

Интерфейстер: RS-232, USB, Ethernet
Осциллографқа шығару - импульсті басқару және реттеу үшін
Деректерді жинауға және басқаруға арналған компьютерлік бағдарламалық құрал (соның ішінде API)
Көптеген конфигурацияланатын қосымша кірістер мен шығыстар

Физикалық сипаттамалар

Төмен қуат: 600 мВт
Шағын өлшем: 3,5 x 2,5 В

Қолданба

Рентген және гамма детекторлары
Ядролық физика
Портативті, батареямен жұмыс істейтін жүйе
OEM (құрамдас бөліктер ретінде)
Процесті басқару
Зерттеу және білім беру

Сурет 2. Жоғарыдағы 1-ескертуде DP5 кірісіндегі сигнал көрсетілген, ол қалпына келтірілетін зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіштің шығысы болып табылады. Содан кейін сигнал аналогтық дөрекі сүзгі арқылы өңделеді, нәтижесінде 2-суреттегі ескертуде көрсетілген сигнал пайда болады. Бұл сигнал цифрланады, содан кейін DP5-те өңделеді, нәтижесінде 3-ескертуде көрсетілген сигнал пайда болады. Соңында, DP5 суретте көрсетілген шығыс спектрін шығарады. 4.

Табыс

0,84-тен 127,5-ке дейін тегіс реттелетін өрескел және жұқа тізбекті реттеудің үйлесімі.

Дөрекі күшейту

x1.12-ден X102-ге дейінгі 16 логикалық реттелген өрескел баптау қадамдары.

1,12	2.49	3.78	5.26	6.56	8.39	10,10	11.31
14.56	17.77	22.42	30.83	38.18	47,47	66.26	102.0

Тегіс пайда

0,75-тен 1,25-ке дейін реттелетін біркелкі күшейту, 10-биттік ажыратымдылық

Толық масштаб

1000мВ кіріс импульсі @ x1 күшейту

Тұрақтылық

<20 ppm/°C (әдеттегі)

ADC тактілік жиілігі

20 немесе 80 МГц, 12 биттік ADC (бағдарламалық құрал)

Импульстік пішін

Трапеция тәрізді. Гаусс кескіндеу уақыты t болатын жартылай күшейткіштің 2,2 т шыңдық уақыты бар және өнімділігі бойынша бірдей шың уақытындағы трапеция пішінімен салыстыруға болады.

Ең жоғары уақыт

0,05 пен 45 мкс жартылай Гаусс кескіндеу уақытына сәйкес келетін 0,1-ден 102 мкс-ке дейінгі 30 бағдарламалық таңдалатын ең жоғары уақыт.

Үздік уақыт

Әрбір ең жоғары уақыт (ең жоғары уақытқа байланысты) > 0,05 мкс үшін бағдарламалық құралдың 16 таңдалатын мәндері.

Максималды санау жылдамдығы

0,2 мкс шыңы уақытында 4 МГц мерзімді сигналды байқауға болады.

Импульстегі өлі уақыт

Өлі уақыт - 1,05 х ең жоғары уақыт. Түрлендіру уақыты жоқ.

Шешім уақыты

120 сек

Импульстік суперпозиция

Ажыратымдылық уақыты 120 нс-тен аз болғанда импульстар көбірек бөлінеді және 1,05 х ең жоғары уақыт кезінде азырақ.

Сканерлеу жолын қалпына келтіру

Асимметриялық, 16 бағдарламалық құрал таңдалатын айналу жылдамдығы параметрлері.

MCA

Арналар саны	256, 512, 1024, 2048, 4096 және 8192 арналар.
Әр арнаға байт	3 байт (24 бит) - 16,7 миллион оқиға
Алдын ала орнатылған жинау уақыты	10 мс-тен 466 күнге дейін
Деректерді тасымалдау уақыты	5 мс (USB) немесе 280 мс (RS-232) ішінде 1 мың арна
Түрлендіру уақыты	Жоқ
Мәліметтерді ұсыну	Уақыт, жалпы есептегіштер, ROI-дегі есептегіштер, арналар саны
MCS уақыт базасы	10 мс/арнадан 300 сек/арнаға дейін
МКА-ны сыртқы басқару	Кіріс: Импульстар тек сыртқы логика арқылы қабылданады. Енгізу белсенді жоғары немесе белсенді төмен болуы мүмкін.
Есептегіштер	Оқиғалар саны аз арналарды MCA, кіріс оқиғалары (оқиғалар саны шекті мәннен жоғары арналар), таңдау логикасы арқылы жойылған оқиғалар және сыртқы оқиғалар есептегіші қабылдайды.

Аппараттық құрал

Микропроцессор	Silicon Labs 8051F340 8051-үйлесімді ядро
Сыртқы жады	512 кБ SRAM
Микробағдарлама	Сигналдарды өңдеу өрісте жаңартуға болатын микробағдарлама арқылы бағдарламаланады.

Байланыс

RS-232	115,2 кбайтқа дейінгі жылдамдықпен стандартты RS-232 интерфейсі.
USB	USB 2.0 Толық жылдамдық (12 Мб/с) стандарты.
Ethernet	Стандартты 10Base-T

Қосымша кірістер мен шығыстар

Бұл қосқыштың негізгі мақсаты DP5 бастапқы өңдеуі үшін қажет емес логикалық сигналдарды ашу болып табылады: спектрлерді алу және беру сериялық интерфейс арқылы жүзеге асырылады. Бұл әдетте DP5 өңдейтін әрбір импульспен байланысты «төмен деңгейлі» логикалық сигналдар. Олар негізінен DP5 жинаған және сыртқы құрылғыларға жіберілетін деректерді синхрондау үшін, сондай-ақ DP5-тен санау және уақыт шығыстары үшін пайдаланылады.

Бір арналы анализаторлар (барлығы 16)	Шығару логикасы бар жабдық 8 SCA, бағдарламалық жасақтамаға тәуелсіз LLD және ULD, LVCMOS (3.3) деңгейі (TTL үйлесімді) Сандық шығыстар, INCOMING_COUNT, pin жиынтығы, MCS_TIMEBASE т.б. қоса алғанда 8 параметр арасында таңдалатын бағдарламалық құрал. Сондай-ақ аппараттық SCA ішкі есептегіштерге бағытталуы және оқуы мүмкін. бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы. Бағдарламалық қамтамасыз ету 8 SCA, LLD және ULD тәуелсіз таңдау, 8 параметр арасында таңдау, соның ішінде INCOMING_COUNT, контакт жинағы, MCS_TIMEBASE т.б. Ішкі есептегіштермен байланыстырылған және бағдарламалық құрал арқылы оқылатын SCA бағдарламалық құралы.
Сандық кірістер	Екі тәуелсіз кіріс, таңдалатын бағдарламалық құрал MCA_GATE, EXTERNAL_COUNTER жалпы мақсаттағы енгізу/шығару, реттелетін қолданбаларға арналған екі енгізу/шығару желісі.
енгізу/шығару	Пайдаланушы қолданбалары үшін енгізу/шығару желілерінің екі негізгі мақсаты
Сандық осциллограф	Компьютерде осциллограмманы көрсетіңіз. Бағдарламалық құрал конфигурацияны түзетуге және оңтайландыруға көмектесу үшін шығыс толқын пішінін, ADC және т.б. көрсету үшін таңдалған.

Көмекші қосқыш контактілері

Байланыс №	Аты	Байланыс №	Аты
1	SCA1	2	SCA2
3	SCA3	4	SCA4
5	SCA5	6	SCA6
7	SCA7	8	SCA8
9	AUX_IN_1	10	AUX_OUT_1
11	AUX_IN_2	12	AUX_OUT_2
13	IO2	14	IO3
15	GND	16	GND

Байланыс

Аналогтық кіріс	Аналогтық кіріс зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіштен оң немесе теріс импульстарды қабылдайды. Ескертпе: PMT-мен пайдалану үшін зарядқа сезімтал алдын ала күшейткішпен конфигурациялауға болады. Қосымша ақпарат алу үшін Technoanalitpribor компаниясына хабарласыңыз. 1x3 Molex бөлшек нөмірі 22-28-8032.
Тамақтану	+5VDC Хиросе MQ172-3PA (55)
RS232	Стандартты 2,5 мм құлаққап ұясы.
USB	Стандартты USB шағын қосқышы.
Ethernet	Стандартты Ethernet қосқышы.
Көмекші	2x8 16 істікшелі 2 мм (Samtec бөлік нөмірі ASP-135096-01). Samtec қосқышы P/N TCMD-08-S-XX.XX-01
DAC шығысы	Бұл шығыс импульстік пішіндерді және басқа диагностикалық сигналдарды көру үшін осциллограф режимінде пайдаланылады. Ауқым: 0-ден 1 В-ға дейін. 1x2 Molex бөлігінің нөмірі 22-28-8022.

Тамақтану

+5 В	80 МГц: 200 мА (1 Вт) (әдеттегі) 20 МГц: 180 мА (0,9 Вт) (әдеттегі)
Кіріс сигналының диапазоны	+4В - +5,5 В (типтік 0,25 - 0,18)
Бастапқы ауысу	<100 нс үшін 2А
Нәр беруші	Сыртқы қуат көзі немесе USB шинасы

Өлшемдері, салмағы

Өлшем	3,5" x 2,5"
Салмағы	32 г

Жалпы

Жұмыс температурасы	-40 ° C-тан + 85 ° C-қа дейін
Кепілдік мерзімі	1 жыл
Құрылғының қызмет ету мерзімі	Пайдалануға байланысты 5 жылдан 10 жылға дейін
Сақтау және тасымалдау	Ұзақ мерзімді сақтау: құрғақ ортада 10 жылдан астам Әдеттегі сақтау және тасымалдау: -40°C – +85°C, ылғалдылығы 10 – 90% конденсациясыз
Корреспонденция	RoHS сәйкес

DP5 архитектурасы

DP5 ядролық аспаптарға арналған сигналдарды өңдеудің толық тізбегінің бір құрамдас бөлігі болып табылады. DP5 кірісі алдын ала күшейткіштің шығысы болып табылады. DP5 шығыс күшейткішті цифрлайды, нақты уақыттағы цифрлық сигналды өңдеуді қолданады, амплитудасын (цифрлық) анықтайды және бұл мәнді гистограмма жадында сақтайды, энергия спектрін жасайды. Содан кейін спектр DP5 сериялық интерфейсі арқылы пайдаланушының компьютеріне жіберіледі. Әлбетте, DP5 басқа компоненттермен, соның ішінде детектормен, күшейткішпен және компьютермен бірге қолданылуы керек.

3-сурет. Толық жүйедегі DP5 блок-схемасы.

+ 3-сурет. Толық жүйедегі DP5 блок-схемасы.

Аналогтық кіріс сүзгісі

DP5 кірісі зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіштің шығысы болып табылады. Аналогты алдын ала сүзгі тізбегі бұл сигналды әрі қарай цифрландыруға дайындайды. Бұл схеманың негізгі функциялары: (1) ADC динамикалық диапазонын пайдалана отырып, сәйкес күшейту мен қиғаштықты қолдану және (2) цифрландыруды оңтайландыру үшін кейбір сүзгілеу және импульстік кескінді орындау.

ЕСКЕРТПЕ: DP5 құрылғысына PMT құрылғыларымен пайдалану үшін борттағы зарядты сезетін алдын ала күшейткішпен тапсырыс беруге болады.

ADC

ADC шығыс аналогтық сигналды 20 немесе 80 МГц жылдамдықта алдын ала сүзгілеуден кейін цифрлайды (бағдарламалық құрал арқылы таңдалады). Цифрлық мәндер нақты уақыт режимінде 12 разрядты ADC пайдаланатын цифрлық импульстік генераторға беріледі.

Цифрлық импульстік генератор

ADC шығысы нақты уақытта импульстік пішінді жасау үшін құбыр желісінің архитектурасын пайдаланып үздіксіз өңделеді. Бұл импульсті кез келген басқа пішіндеуіш сияқты пішіндеу арқылы жасалады. Импульстік пішін толығымен цифрланған. Содан кейін оны диагностикалық мақсаттар үшін DAC-ға бағыттауға болады, бірақ бұл қажет емес.

DPP ішінде екі параллель сигналды өңдеу жолы бар – кіріс импульстарынан әртүрлі ақпаратты алу үшін оңтайландырылған «жылдам» және «баяу» арналар. Пішіндеу уақыты үлкен константаға ие «баяу» арна дәл импульс биіктігін алу үшін оңтайландырылған. Баяу арнадағы әрбір импульс үшін максималды мән импульсті пішіндеу құрылғысының негізгі шығысы болып табылады. «Жылдам» арна уақыт туралы ақпаратты алу үшін оңтайландырылған: баяу арнада қабаттасатын импульстарды анықтау, кіріс санау жылдамдығын өлшеу, импульстің көтерілу уақытын өлшеу және т.б.

DP5 жоғары энергия ажыратымдылығын қамтамасыз ететін, баллистикалық тапшылықты азайтатын және жоғары санау жылдамдықтарында тамаша санақ тұрақтылығын қамтамасыз ететін трапеция тәрізді импульстік пішінді пайдаланады.

Импульсті таңдау логикасы

Импульсті таңдау логикасы өлшеу дәлдігі орындалмайтын импульстарды қабылдамайды. Оған импульстік қабаттасуды қабылдамау, көтерілу уақытының дискриминациясы, сыртқы қақпа логикасы және т.б. кіреді. Жоғары санау жылдамдығында DP5 импульстік қабаттасудан бас тартуды жақсырақ және дәстүрлі аналогтық пішіндегішке қарағанда жоғары өткізу қабілетіне ие.

Жад гистограммасы

Гистограмма жады дәстүрлі MCA сияқты жұмыс істейді. Импульс белгілі бір шыңға жеткенде, сәйкес жад ұяшығындағы санауыш ұлғаяды. Нәтиже гистограмма болып табылады, әр ұяшықта сәйкес ең жоғары мәні бар оқиғалар саны бар массив. Бұл энергия спектрі және DP5 негізгі шығысы болып табылады. Сондай-ақ құрылғыда таңдалған импульстердің жалпы санын және кіріс импульстерінің санын, есептелмеген оқиғаларды және т.б. есептейтін бірнеше есептегіштер бар. Қосымша шығыстарға сегіз түрлі бір арналы анализаторлар және сандық шығыс DAC және бірнеше импульс кескінінің дисплейі кіреді. сигналдарды өңдеу тізбегіндегі нүктелер.

Интерфейс

DP5 осы әртүрлі функциялар мен пайдаланушы компьютері арасындағы интерфейске арналған аппараттық және бағдарламалық құралды қамтиды. Интерфейстің негізгі қызметі спектрді пайдаланушыға беру болып табылады. Интерфейс сонымен қатар деректерді алуды, өңдеуді бастауды және тоқтатуды және жад гистограммасын тазалауды басқарады. Ол сондай-ақ аналогтық күшейтуді орнату немесе уақыт импульстерін пішімдеу сияқты аналогтық және цифрлық пішіндеудің белгілі аспектілерін басқарады.

Интерфейс RS232, USB, Ethernet-пен үйлесімді микроконтроллерді қамтиды.

PC5 Қуат және интерфейс

Amptek DP5 цифрлық процессоры ядролық аспаптарға арналған сигналдарды өңдеудің толық жүйесінің құрамдас бөлігі болып табылады. Оны басқа компоненттермен, соның ішінде (кем дегенде) детектор мен күшейткішпен және сериялық интерфейсі бар компьютермен және байланыс бағдарламалық құралымен пайдалануға болады. DP5-тің өзінде +5 В тұрақты ток көзі бар. DP5 құрылғысын Amptek детекторларымен пайдалану кезінде детектор мен алдын ала күшейткіш үшін қосымша қуат көздері қажет емес. Amptek DP5 интерфейсімен байланысатын және Amptek детекторларына қуат беретін PC5 арқылы қуат береді.

PC5 Amptek XR-100 детекторына +5VDC көзінен қуат береді. Бұл тақта Amptek сенсорлары мен күшейткіштерін пайдаланатындарға арналған. USB интерфейсі XR100 құрылғысын пайдалану үшін жеткілікті токты қамтамасыз ете алмайды, сондықтан сыртқы тұрақты ток көзі қажет және 2,5 В пен 5,5 В арасында қуат беруі керек.

Өлшемдері: 3,5" x 2,5"

Бағдарламалық қамтамасыз ету

DP5 үшін қажет екі түрлі бағдарламалық құрал пакеті бар: DP5 микроконтроллерінде жұмыс істейтін микробағдарлама (микробағдарлама) және жинақтағы компьютерде жұмыс істейтін бағдарламалық құрал.

Енгізілген бағдарламалық құрал

Енгізілген бағдарламалық қамтамасыз ету MCA басқару импульстерін өңдеуді басқаруға, кейбір деректерді өңдеуді орындауға және дербес компьютермен өзара әрекеттесуге жауап береді. Бұл бағдарламалық құрал алдын ала орнатылған және пайдаланушы оны өзгерте алмайды. Бағдарламалық құрал жаңартуларын Amptek үздіксіз шығарады және пайдаланушы жүктеп ала алады.

7-сурет. DPPMCA дисплейі және бағдарламалық қамтамасыз ету

+ 7-сурет. DPPMCA дисплейі және бағдарламалық қамтамасыз ету

Бағдарламалық интерфейс

DPPMCA бағдарламалық құралы

DP5 арнайы бағдарламалық құрал арқылы Amptek DPPMCA дисплейінде басқаруға болады. Бұл бағдарламалық құралды DP5 басқару және көрсету үшін пайдалануға болады және ROI, калибрлеу, ең жоғары іздеу және т.б. қолдайды.

DPP SDK

DP5 толық бағдарламалық жасақтаманы әзірлеу жинағымен (SDK) жеткізіледі. Пайдаланушы бұл платформаны пайдаланушы қолданбалары үшін DP5 басқару немесе оны үлкенірек жүйемен интерфейс жасау үшін өз бағдарламалық құралын оңай әзірлеу үшін пайдалана алады. Мысалдар VB, VC++ және т.б.

A250 құрылғысын DP5, сандық импульстік процессор және MCA жүйесіне қосу

9-сурет. A250 зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіш DP5 немесе PX5 және MCA қосылған.

+ 9-сурет. A250 зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіш DP5 немесе PX5 және MCA қосылған.

DP5-ге германий (HPGe) детекторын қосу

10-сурет. Германий (HPGe) детекторына қосылған DP5 импульстік процессоры. Әртүрлі материалдар

+ 10-сурет. Германий (HPGe) детекторына қосылған DP5 импульстік процессоры. Әртүрлі материалдар

11-сурет. Германий (HPGe) детекторына қосылған DP5 импульстік процессоры. Әртүрлі радиоизотоптар

+ Кескін

DP5G сцинтилляторлармен және фотокөбейткіштермен пайдалануға арналған

Amptek DP5G - бұл сцинтилляциялық спектрометрия жүйелерінде пайдалануға арналған жоғары өнімді, төмен қуатты цифрлық импульстік процессор. PMT анодына бекітілген, ол зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіш пен импульстік процессор тақтасын қамтиды, ол дәстүрлі ядролық спектроскопия жүйесіндегі пішіндеу күшейткішін де, MCA-ны ауыстырады. DP5G дәстүрлі жүйелермен салыстырғанда жоғары өткізу қабілеттілігі, жоғары икемділік, шағын өлшем және төмен баға сияқты бірқатар артықшылықтарды ұсынады.

12-сурет. DP5G толық өлшемде көрсетілген, 2" x 1,75"

+ 12-сурет. DP5G толық өлшемде көрсетілген, 2" x 1,75"

DP5G төмендегі суретте көрсетілгендей толық гамма-спектрометр жүйесінің бір құрамдас бөлігі болып табылады. DP5G сигналды өңдеудің негізгі функцияларын ғана қамтиды. Толық жүйе сонымен қатар модульдік детекторды (сцинтиллятор, PMT, жоғары вольтты қуат көзі, түтіктер) және тізбекті қосылуға арналған қуат көздері мен қосқыштары бар интерфейс тізбегін қамтуы керек. Amptek пайдаланушыға жалғыз DP5G бере алады немесе PCG интерфейс модулін ұсына алады немесе модуль детекторын қоса алғанда толық жүйені қамтамасыз ете алады. Бүкіл жүйе жеке Amptek өнімі болып табылады.

DP5G цифрлық импульсті өңдеудегі соңғы буынды білдіреді. DP5G - сцинтилляциялық есептегіштер үшін оңтайландырылған DP5 нұсқасы. DP5 технологиясы жылдам шарықтау уақытын, жақсартылған импульстік бүркеніштен бас тартуды және импульс пішінін дискриминациялауды, жақсы өлі уақытты түзетуді, «Режим тізімі» сияқты қосымша мүмкіндіктерді және қосымша интерфейстерді қамтиды.