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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）基于FPGA的多道脉冲幅度分析器的设计摘要本次设计将介绍一种采用二级线性放电法构成的可存储多道脉冲幅度分析器的设计系统，其控制与转换的核心采用Altera公司的FPGA：Cyclone的EP1C6Q240C8，并用超高速硬件描述语言VHDL进行程序设计。系统采用USB接口芯片实现与PC的高速数据传输。本次所设计的多道脉冲幅度分析器实现了对随机核辐射信号幅度及密度的测量，即实现了对能量谱的测量。在本次设计中利用FPGA内部的锁相环（PLL）将100MHz的外频倍频到2
2、00MHz，并以此作为ADC的计数脉冲，提高了脉冲幅度的转换精度。同时利用芯片Cyclone自带的BLOCKRAM存储道地址数据，增大分析器的存储能力，减少了系统的体积；用FPGA构成USB控制器，实现与USB接口通信的功能；采用二级恒流源线性放电法，提高了系统的ADC的道宽均衡性，同时减少了系统的死时间。最后通过QuartusII软件对设计的系统进行了功能仿真，并下载到试验箱上进行测试，结果由于自身的问题只做出了软件仿真部分。关键词：多道脉冲幅度分析器，二级线性放电法，现场可编程门阵列（FPGA
3、），超高速硬件描述语言（VHDL），通用串行总线（USB）52河南科技大学本科毕业设计（论文）DesignofMultichannelPulseAmplitudeAnalyzerBasedonFPGAAbstractThisdesignwillbedesignedtointroduceaadopttwo-stagemethodoflineardischargepulsewidthheightanalyzerdesignsystem,thecoreoftheconversionandcontrolu
4、nitisachievedintheCycloneEP1C6Q240C8ofAlteracorporationbyprogrammingwiththeVHDL.ThetransportofthedatatoPCadoptstheportchipofUSB.Thedesignofmulti-channelpulseamplitudeanalyzerrealizedwithrandomsignalamplitudeanddensityofmath-modelofmeasurement,namely,r
5、ealizetheenergyspectrummeasurement.Inthisdesign,usingtheFPGAinternalphaselockloop(PLL)will100MHzoutsidefrequencyharmonicsto200MHzandregarditastheADCcountingpulseandimprovetheprecisionofthepulseamplitudeconversion.AtthesametimeusetobringaCyclonechipwhi
6、chwaysaddressdata,RAMstorageincreasesanalyzer,reducingthestoragecapability;thevolumesystemusingtheFPGAconstituteaUSBcontrollerwithUSBcommunication,realizingthefunction;Adopttwo-stageconstant-currentsourcemethodoflineardischargeandimprovesthesystemADCw
7、ordwidebalanceofthesystem,aswellasreducedeadtime.Finally,throughthesystemQuartusIIsoftwaretodesignfunctions,andthedownloadtosimulationtestbox.however,becauseofmyselfinadequate,onlythesoftwareblockissuccessful.Keywords:Multi-channelpulseamplitudeanalyz
8、er,Twosteplinearitydischarge,FPGA,VHDL,USB52河南科技大学本科毕业设计（论文）目录前言1第1章绪论3§1.1国内外发展现状3§1.2研究目的及意义4§1.3特色与创新4第2章多道脉冲幅度分析器原理5§2.1多道脉冲幅度分析器的组成5§2.2多道脉冲幅度分析器的转换原理5第3章整体设计7§3.1数据获取7§3.1.1线性放电法模数变换原理7§3.2数据传输9§3.2.1USB接口概述10§3.2.2RS-232概述13§3.3总体方案设计13
