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八通道卡在放射性核輻射監測中的應用

   2011年07月04日 14:07  
  8通道卡可以廣泛應用于雷達設計與測試、生產測試、智能信號、激光雷達、通信、無損檢測、光譜、超聲測試、高質量圖形成像及超聲測試等領域。
  
  一用戶要用數據采集卡對放射性核輻射的衰減進行監測。計劃利用基于PC的數字化卡對從核輻射探測器獲取的成型脈沖進行數字化。其應用要求至少12bit分辨率、每秒zui低50MS/s樣點采樣率,并且采集存儲深度zui低256K,需8通道卡。數據采集卡的速度和可靠性對測量過程很重要。起初用戶需要四張雙通道卡,但zui終采用了Gage的Com-puScope8384八通道PCI數據采集卡。CS8384能以50MS/s的速率采集模擬信號,分辨率為14bit,板上采集存儲深度可達2GS,一張卡即可解決問題。
  
  從核輻射探測器獲取的成型脈沖的速率(發生的頻率)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)。每個脈沖的特征描述對斷定輻射物質的放射性非常關鍵。這些物質的計數率從非常低的(每分鐘O.02個脈沖)到相對高的(每分鐘大于1000個脈沖)都有。
  
  用戶要求盡可能少遺漏衰減事件,同時連續將脈沖數字化。在數據采集過程中重新顯示數字化的脈沖非常重要,并需要在近實時狀態下進行。
  
  他們需要采集卡以50MS/s將兩個輸入電壓信號數字化。電壓分辨率至少1/4096。這意味著需要至少12bits的垂直分辨率。每個記錄的點數高達4096個,每通道zui少需要256KS采集內存。
  
  用CS8384外部時鐘,50MS/s采樣率采集zui小的256點用時5.12μs。再將采集到的512Bytes(每個樣點2Bytes)通過PCI總線主控(200MB/s)傳輸到PC-RAM進行顯示和儲存,每通道用時3μs。之后,名義上需要100μs為下一個觸發進行重整。因此,在8通道系統中,一個周期全部時間(脈沖重復間隔)在的情況下約為
  
  PRI=8channelsx3μs+100μs=124μs
  
  因此連續觸發PRF好于7kHz。這比客戶要求的>17Hz(每分鐘1000個脈沖)好500倍。
  
  理論上,我們無法保證顯示所有脈沖,也無法保證不丟失脈沖。對任何基于GUI軟件的應用來說,適配刷新都是很大的瓶頸。在Gage的基于Windows的GageScope軟件設計中,通常要達到30Hz或更快的刷新率來保證它不閃動。用戶自己也可開發軟件以達到這一速率。如果這樣,Gage將為其提供CompuScope/C/C#軟件開發包。
  
  Gage的8通道卡不但采樣率高,還可在單一系統中zui多集成128個通道,同時具有很多其它特性,如外部時鐘、時鐘輸入輸出、觸發輸入輸出、10MHz參考時鐘、時間戳記、高速PCI傳輸率,以及長存儲深度和前觸發多記錄模式等。

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