专利名称：应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于光谱设备的分析系统，特别涉及一种应用于能量色散
荧光光谱仪等光谱设备的多道脉冲幅度分析电路。
背景技术：
目前，在能量色散荧光光谱类设中备，从探测器产生的信号经过前放和主放电路 放大整形，通过多道脉冲幅度分析系统，按电压幅值分道记录。即是把不同幅度的脉冲信号 分别记录在不同的道址中，道址的横向表示为脉冲幅度值，纵向为单位时间内相同电压幅 值采集的数目。由此测得脉冲数随幅值正态分布的谱形，该谱形也就是X射线能谱。其工 作原理是当采集到某个脉冲幅值A时，经过模数转换电路，转换成一数字编码B(相当于道 址码)，然后在存储器中找到相应的道址码，并在其计数值累加1。 传统的多道脉冲幅度分析系统往往采用数据采集及转换处理电路和单片机或计 算机等组成综合分析系统，且通讯接口 一般采用串口或并口 。该系统一般存在体积设计较 大，功耗较高，处理速度慢，集成度差，抗干扰能力差，传输速度慢，操作测量不方便等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种结构紧凑、体积小、集成度高、稳定性好，且功耗
低的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析系统，从而克服现有技术中的不足。 为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案 —种应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，包括阈值比较电路、模数转换电 路、数模转换电路、通讯控制电路和外围接口电路，其特征在于所述多道脉冲幅度分析电 路还包括光谱数据存储分析电路，光谱采集信号经过阈值比较电路有效化处理后，交由模 数转换电路转换成数字信号，并输入光谱数据存储分析电路处理后，再经通讯控制电路和 外围接口电路发送至外置控制设备，外置控制设备发出的指令依次经外围接口电路和通讯 控制电路传输至光谱数据存储分析电路进行处理，再交由数模转换电路转换成模拟信号， 并传输至受控光谱组件。 具体而言，所述阈值比较电路、模数转换电路、数模转换电路、光谱数据存储分析
电路、通讯控制电路和外围接口电路均集成设置在同一 电路板上。 所述光谱数据存储分析电路为可编程逻辑器芯片(CPLD)。 所述外置控制设备为计算机。 所述通讯控制电路为USB通讯控制芯片； 所述外围接口电路为USB接口电路； 另外，上述阈值比较电路和模数转换电路之间还可设置峰值保持电路，以拓宽被 测脉冲信号的峰值，而光谱数据存储分析电路与外置控制设备之间还可设置一死时间补偿 电路，以消除死时间对多道脉冲分析的光谱数据的影响。 本实用新型通过将阈值比较电路、模数转换电路、数模转换电路、通讯控制电路和外围接口电路等集成设置(如贴装方式)在同一电路板上，并在其中增设一光谱数据存储 分析电路，从而构建一种应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其集成度高、能耗低， 同时，通过将该分析电路与外置控制设备，如个人计算机等配合，即可完成对数据的高速逻 辑运算和指令控制，从而实现对光谱设备的实时控制。上述阈值比较电路为脉冲电压幅度 鉴别器，它设为上下限两个阈值。其设计电路是相同，只是其触发电平设置不一样，前者高 后者低。两者之差即是道宽。而上述的光谱数据存储分析电路优选采用可编程逻辑器芯片 (CPLD芯片)，其可完成高速复杂的逻辑运算和指令控制，且集成度和稳定性大大增强，而 上述通讯控制电路优选采用USB通讯控制芯片，其兼容性强，传输数据快，有利于大量的光 谱数据传输分析。 该应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路的工作原理为光谱采集的信号经过 阈值比较电路处理，去掉无用信号，再经过模数转换电路转换成数字信号送到CPLD芯片， 由CPLD经过存储并进一步处理，再经过USB通讯控制芯片送给计算机转变成图形显示，另 外计算机发送通讯控制指令，经过USB控制芯片送到CPLD芯片，再由CPLD芯片根据指令解 码后经过数模转换电路，再去控制光谱设备里面相应的受控部件(如高压电源，步进电机 等)。 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于该应用于光谱设备的多道脉冲幅 度分析电路可实现对光谱设备的实时控制，结构紧凑、体积小、集成度高、稳定性好、运行速 度快、功耗低，且便于操作。本实用新型可被广泛应用于如紫外光谱、红外光谱和能量色散 荧光光谱等设备中。
图1为本实用新型具体实施方式
中应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路的 结构示意图 图2为图1所示应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型的内容作进一步说明。 如图1 2所示，该多道脉冲幅度分析电路主要应用于能量色散荧光光谱设备，其
包括采用贴装方式集成设置在同一电路板上的阈值比较电路(可采用脉冲电压幅度鉴别
器)、模数转换电路、数模转换电路、可编程逻辑器(CPLD)芯片、死时间补偿电路、USB通讯
控制电路和外围接口电路，外围接口电路与受控光谱组件、外置的个人计算机和数模转换
电路分别连接，数模转换电路与CPLD芯片连接。 包含该多道脉冲幅度分析电路的能量色散荧光光谱设备的工作过程为 (l)X射线经过探测器后产生脉冲信号，该脉冲信号依次经前置放大器放大以及主 放大器放大和滤波整形后，交由阈值比较电路处理，去掉无用信号，并进行峰值保持处理； (2)经处理后的脉冲信号再输入模数转换电路，模数转换电路对接收到的脉冲信 号的电压值进行编码，将电压模拟信号转换成数字信号(道址码)输送到CPLD芯片； (3)CPLD芯片对接收的数字信号进行经过存储以及进一步处理，并由死时间补偿 电路消除死时间对数据信号的影响；[0024] (4)数字信号经过USB通讯控制芯片送给计算机转变成图形显示； 同时，计算机发送通讯控制指令，经过USB控制芯片送到CPLD芯片，再由CPLD芯
片根据指令解码后经过数模转换电路，再去控制光谱设备里面相应的受控部件(如高压电
源，步进电机等)。 该多道脉冲幅度分析电路可实现对光谱设备的实时控制，集成度高、稳定性好，且 功耗低。 上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求一种应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，包括阈值比较电路、模数转换电路、数模转换电路、通讯控制电路和外围接口电路，其特征在于所述多道脉冲幅度分析电路还包括光谱数据存储分析电路，光谱采集信号经过阈值比较电路有效化处理后，交由模数转换电路转换成数字信号，并输入光谱数据存储分析电路处理后，再经通讯控制电路和外围接口电路发送至外置控制设备，外置控制设备发出的指令依次经外围接口电路和通讯控制电路传输至光谱数据存储分析电路进行处理，再交由数模转换电路转换成模拟信号，并传输至受控光谱组件。
2. 根据权利要求1所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述阈值比较电路、模数转换电路、数模转换电路、光谱数据存储分析电路、通讯控制电路和外围接口电路均集成设置在同一 电路板上。
3. 根据权利要求1所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述光谱数据存储分析电路为可编程逻辑器芯片。
4. 根据权利要求1所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述外置控制设备为计算机。
5. 根据权利要求1或2所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述通讯控制电路为USB通讯控制芯片。
6. 根据权利要求1或2所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述外围接口电路为USB接口电路。
7. 根据权利要求1所述的应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，其特征在于，所述光谱数据存储分析电路与外置控制设备之间还可设置一死时间补偿电路。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于光谱设备的多道脉冲幅度分析电路，包括阈值比较电路、模数转换电路、数模转换电路、通讯控制电路、外围接口电路以及光谱数据存储分析电路，光谱采集信号经过阈值比较电路有效化处理后，交由模数转换电路转换成数字信号，并输入光谱数据存储分析电路处理后，再经通讯控制电路和外围接口电路发送至外置控制设备，外置控制设备发出的指令依次经外围接口电路和通讯控制电路传输至光谱数据存储分析电路进行处理，再交由数模转换电路转换成模拟信号，并传输至受控光谱组件。本实用新型结构紧凑、体积小、集成度高、稳定性好、运行速度快、功耗低，且便于操作，可被广泛应用于如紫外光谱、红外光谱和能量色散荧光光谱等设备中。
文档编号G01J3/02GK201540158SQ200920178388
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者杨剑, 杨振, 柳春生 申请人:苏州迈技科科技有限公司