یک اسپکتروسکوپی دیجیتال قابل حمل کم قدرت برای ردیاب اشعه گاما

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

یک اسپکتروسکوپی دیجیتال قابل حمل کم قدرت برای ردیاب اشعه گاما

عنوان لاتین

A Low-power Portable Digital Spectroscopy for CZT Gamma-ray Detector

یک اسپکتروسکوپی دیجیتال کم قدرت و قابل حمل برای ردیاب CZT CdznTe طراحی شده که در این مقاله شرح داده می شود. بازخوانی الکترونیکی آن نمونه برداری موجی شکل تحقق می یابد و با تکنیک های USB (Universal Serial Bus (سری معبرهای جهانی) و FPGA (Field Programmable Gate Array) (آرایه دروازه در حیطه قابل برنامه ریزی) صورت می گیرد. ردیاب CZT با یک ضخامت موثر mm 3 و یک قطر 5 میلی متری بر روی یک بورد مشابه PCB با ذخیره ولتاژ بالا و پیش تقویت کننده ها با نویز کم نصب می شود. سیگنال جریان از ردیاب CZT با یک آمپلی فایر حساس به بار در آمیخته و سپس با یک شکل دهنده CR-RC3 شکل می گیرد. سیگنال شکل گرفته در کنار یک ADC 12 بیتی نمونه شده بعد از آن FPGA کم قدرت مبتنی بر فلاش ICL00 در یک مدل دیجیتالی روند کاری را انجام می دهد. یک USB واسطه مطابق با هر دو تغذیه ولتاژ بالا و ولتاژ کم مرتبط با یک کامپیوتر میزبان نیاز ست که نتایج در یک محلول قابل انتقال با ماکزیمم قدرت مصرفی حدود Mw 450 بدست می آید. در کامپیوتر میزبان، یک نرم افزار گرافیکی واسط کاربر (GUI) می تواند بر مبنای Labwioindows/CVI نمایش به هنگام طیف انرژی یا موج انرژی سیگنال فرم گرفته باشد. تست نتایج شان داده که حیطه ی دینامیکی اسپکتروسکوپی می تواند به FC 240 برسد (برابر با حدود پس مانده انرژی Vmev در ردیاب CZT). و نویز اصلی ( در RMS) برای وسایل الکترونیکی کمتر از Fc 3/0 برسد. (برابر با حدود Kev 7/8)

A portable, low power, digital spectroscopy for CdZnTe (CZT) detector is designed and described in this paper. Its readout electronics is implemented with waveform sampling, Flash-based FPGA (Field Programmable Gate Array) and USB (universal serial bus) technique. The CZT detector, with an effective thickness of 3mm and a diameter of 5mm, is mounted on the same PCB board with high voltage supply module and low noise preamplifier. Current signal from CZT detector is integrated by a charge sensitive amplifier and then shaped by a CR-RC3 shaper. The shaped signal is sampled by a 12-bit ADC and then processed by an IGLOO Flash-based low power FPGA in a digital module. A USB interface is adopted both for low voltage and high voltage power supply, and communicating with a host computer, which results in a portable solution with maximum power consumption of about 450mW. In the host computer, a graphic user interface (GUI) software is developed based on Labwindows/CVI, for real-timely displaying the energy spectrum or waveform of shaping signal. Test results showed that the dynamic range of the spectroscopy can reach 240fC (equivalent to about 7 MeV energy deposition in CZT detector) and the intrinsic noise (in RMS) for the electronics is less than 0.3fC (equivalent to about 8.7 keV)