نوع مقاله : مقاله فنی
نویسندگان
پژوهشکدهی علوم هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 3486-11365، تهران ایران
چکیده
یک تحلیلگر بسکاناله برای جمعآوری و نمایش ارتفاع تپ خروجی تقویتکننده با امکان ارسال دادهها از طریق درگاه همهگذر به رایانه طراحی و ساخته شد. تراشهی مبدل قیاسی به رقمی از نوع خطی با حداکثر قدرت تبدیل 20 میلیون علامت بر ثانیه به همراه یک آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی (FPGA) در بسامد MHz12 برای جداسازی تپ خروجی تقویتکننده مورد استفاده قرار گرفت. آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی علاوه بر کنترل تحلیلگر، ارسال دادههای خروجی به درگاه همهگذر را نیز انجام میدهد. جمعآوری و ارسال دادهها به رایانه از طریق درگاه همهگذر با سرعت انتقال 921600 بیت بر ثانیه انجام میشود. کوچکتر شدن اندازهی سیستم و کاهش هزینهی ساخت آن، به عنوان نتیجهای از تابع منطقی اجرا شده در آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی با موفقیت انجام شد. برنامهای در محیط نرمافزار Lab-View تهیه شد که ذخیرهسازی، تحلیل و نمایش دادهها را به صورت طیف انرژی در 4096 کانال در رایانه نمایش میدهد. عملکرد کل سیستم با آشکارساز یدور سدیم ("3×"3) جفت شده به لولهی تکثیر کنندهی فوتونی (PMT)، با چشمههای استاندارد Cs137 و Co60 مورد آزمایش قرار گرفت. قدرت تفکیک انرژی برای چشمهی Cs137 در انرژی keV662 کمتر از %7.6 و انتگرال غیرخطی ±0.45% محاسبه شد. در آزمایشی مشابه برای چشمهی Co-60 قدرت تفکیک در انرژی 1.17MeV ، 6.64% و در 1.32MeV ، 6.16% به دست آمد.
تازه های تحقیق
- Development of a fast 12-bit ADC for a nuclear spectroscopy system DinhSyHien*, Toshihiko Senzaki Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 457 (2001) 356-360.
2. Design of Data Acquisition and Storage System Based on the FPGA YonghaiNing, ZongqiangGuo, SenShen, Bo Peng Procedia Engineering, 29 (2012) 2927-2931.
3. Pocket PC-based portable gamma-ray spectrometer Kamontip Ploykrachang, Decho Thong-Aram*, SuvitPunnachaiya and Somchai Baotong Department of Nuclear Technology, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University Pathum Wan, Bangkok, Thailand (2011) Songklanakarin J. Sci. Technol, 33 (2), (Mar- Apr 2011) 215-219.
4. Model 8701 ADC User's Manual, CANBERRA Industries Inc, Meridan, CT, U.S.A. (2007).
5. Nuclear Electronics book P.W. Nicholson.
6. The manual of the operational characteristics of a NaI(Tl) Scintillation Detector used this experiment.
7. Multi Channel Analyser, Prepared by Dusan Ponikvar University of Ljubljana, Slovenia A Technical Document Issued by The IAEA Vienna (2001).
8. Datasheet of ADC1202012-Bit, 20 MSPS, 185 mW A/D Converter with Internal Sample-and-Hold.
9. Spectroscopy of high rate events during active interrogation, H. Yang, D.K. Wehe, D.M. Bartels, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 598, Issue 3 (January 2009) 779-787.
عنوان مقاله [English]
Design and Construction of a Multi-Channel Analyzer (MCA) with Communication Capability Through USB
نویسندگان [English]
- P Horriyat Pajooh
- Y Vosoughi
- S. R Hadian Amraei
چکیده [English]
A PC-Based gamma-ray spectrometer has been developed with communication capability through the USB port. A 12-bit pipelined Analog-To-Digital Converter (ADC) associated with a FPGA operating at 12MHz is employed for pulse height analysis from a built-in pulse amplifier. Data Acquisition via USB port is programmed in the FPGA. The USB transfer rate was 921600 bits per second. The software implemented in the Lab-View software environment for saving, analyzing and displaying data on PC in the energy range of 4096 channels was used. The overall system performance was tested using a Na(Tl) crystal coupled PMT scintillation detector, and gamma standard radioactive sources of Cs-137 and Co-60. The integral nonlinearity of ±0.45% was obtained by an experiment. Both low cost and compact size of the system as a result of design specification were also verified. A 7.6% energy resolution was adopted for Cs-137 out of 662keV. During the same experiment, values of 6.64% and 6.16% were determined with Co-60 source (in 1.17MeV and 1.32MeV energies).
کلیدواژهها [English]
- Multi Channel Analyzer (MCA)
- USB Port
- FPGA
- Analog-to-Digital Converter (ADC)
- Development of a fast 12-bit ADC for a nuclear spectroscopy system DinhSyHien*, Toshihiko Senzaki Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 457 (2001) 356-360.
2. Design of Data Acquisition and Storage System Based on the FPGA YonghaiNing, ZongqiangGuo, SenShen, Bo Peng Procedia Engineering, 29 (2012) 2927-2931.
3. Pocket PC-based portable gamma-ray spectrometer Kamontip Ploykrachang, Decho Thong-Aram*, SuvitPunnachaiya and Somchai Baotong Department of Nuclear Technology, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University Pathum Wan, Bangkok, Thailand (2011) Songklanakarin J. Sci. Technol, 33 (2), (Mar- Apr 2011) 215-219.
4. Model 8701 ADC User's Manual, CANBERRA Industries Inc, Meridan, CT, U.S.A. (2007).
5. Nuclear Electronics book P.W. Nicholson.
6. The manual of the operational characteristics of a NaI(Tl) Scintillation Detector used this experiment.
7. Multi Channel Analyser, Prepared by Dusan Ponikvar University of Ljubljana, Slovenia A Technical Document Issued by The IAEA Vienna (2001).
8. Datasheet of ADC1202012-Bit, 20 MSPS, 185 mW A/D Converter with Internal Sample-and-Hold.
9. Spectroscopy of high rate events during active interrogation, H. Yang, D.K. Wehe, D.M. Bartels, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 598, Issue 3 (January 2009) 779-787.