Penganalisis pulsa dp5

Tinjauan

Amptek DP5 adalah prosesor pulsa berdaya rendah, berkinerja tinggi, dan canggih. Prosesor ini mendigitalkan sinyal dari keluaran preamplifier, menggantikan shaper dan analyzer dalam sistem spektroskopi analog tradisional. DP5 menawarkan beberapa keunggulan tersendiri dibandingkan sistem tradisional, termasuk peningkatan kinerja (dengan resolusi sangat tinggi, throughput tinggi, dan peningkatan stabilitas), peningkatan fleksibilitas, konsumsi daya rendah, ukuran kecil, dan biaya rendah.

DP5 menerapkan pemrosesan pulsa menggunakan sirkuit khusus. Perangkat ini mencakup mikrokontroler yang kompatibel dengan 8051 untuk mengendalikan perangkat. Antarmuka komunikasi meliputi RS232, USB, dan Ethernet. Beberapa jalur I/O serbaguna juga tersedia. DP5 dirancang untuk OEM dan pengguna laboratorium yang memerlukan opsi penyesuaian dan familier dengan elektronik.

Gambar 1. Foto DP5: 3,5" x 2,5"

Keunikan

ADC 80MHz
Menggantikan shaper dan analyzer
Mendukung pengaturan ulang dan umpan balik preamp dengan polaritas apa pun
modus MCS
16 SCA
Dapat dikonfigurasi dengan preamplifier sensitif muatan untuk digunakan dengan PMT
Untuk penggunaan OEM dalam kondisi laboratorium
Fleksibel dalam penyesuaian

Pemrosesan Impuls dan MCA

Bentuk pulsa trapesium
Waktu puncak dari 0,1 hingga 102,4 µs
Durasi dari 0,05 hingga 51,2 µs
4000000Hz
Hingga 8000 saluran

Koneksi

Antarmuka: RS-232, USB, Ethernet
Output ke osiloskop - untuk kontrol dan penyesuaian pulsa
Perangkat lunak PC untuk pengumpulan dan kontrol data (termasuk API)
Banyak input dan output tambahan yang dapat dikonfigurasi

Karakteristik fisik

Daya rendah: 600 mW
Ukuran kecil: 3,5 x 2,5 V

Aplikasi

Detektor sinar X dan gamma
Fisika nuklir
Sistem portabel yang dioperasikan dengan baterai
OEM (sebagai komponen)
Manajemen proses
Penelitian dan Pendidikan

Gambar 2. Catatan kaki 1 di atas menunjukkan sinyal pada input DP5, yang merupakan output dari preamplifier peka muatan yang dapat disetel ulang. Sinyal tersebut kemudian diproses oleh filter kasar analog, menghasilkan sinyal yang ditunjukkan pada Gambar catatan kaki 2. Sinyal ini didigitalkan dan kemudian diproses dalam DP5, menghasilkan sinyal yang ditunjukkan pada catatan kaki 3. Akhirnya, DP5 menghasilkan spektrum output yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Memperoleh

Kombinasi penyetelan rantai kasar dan halus, dapat disetel dengan lancar dari 0,84 hingga 127,5.

Amplifikasi kasar

16 langkah penyetelan kasar yang disusun secara logis dari x1.12 hingga X102.

1,12	2.49	3.78	5.26	6.56	8.39	10,10	Tanggal 11.31
14.56	17.77	22.42	30.83	38.18	47,47	66.26	102.0

Keuntungan halus

Penguatan halus dapat disesuaikan dari 0,75 hingga 1,25, resolusi 10-bit

Skala penuh

Pulsa Input 1000mV pada Penguatan x1

Stabilitas

<20 ppm/°C (umum)

Frekuensi jam ADC

20 atau 80 MHz, ADC 12-bit (perangkat lunak)

Bentuk pulsa

Trapesium. Semi-penguat dengan waktu pembentukan Gaussian t memiliki waktu puncak 2,2t dan kinerjanya sebanding dengan bentuk trapesium dengan waktu puncak yang sama.

Waktu puncak

30 waktu puncak yang dapat dipilih perangkat lunak berkisar dari 0,1 hingga 102 µs, sesuai dengan waktu pembentukan semi-Gaussian 0,05 hingga 45 µs.

Waktu Puncak Datar

16 nilai yang dapat dipilih perangkat lunak untuk setiap waktu puncak (tergantung pada waktu puncak)> 0,05 µs.

Kecepatan penghitungan maksimum

Dengan waktu puncak 0,2 µs, sinyal periodik 4 MHz dapat diamati.

Waktu mati dalam impuls

Waktu mati adalah 1,05 x waktu puncak. Tidak ada waktu konversi.

Waktu resolusi

120 ndetik

Superposisi pulsa

Pulsa lebih terpisah ketika waktu resolusi kurang dari 120 ns dan lebih sedikit ketika waktu puncak 1,05 x.

Pulihkan garis pindai

Asimetris, 16 pengaturan laju perubahan yang dapat dipilih perangkat lunak.

MCA

Jumlah saluran	256, 512, 1024, 2048, 4096, dan 8192 saluran.
Byte per saluran	3 byte (24 bit) - 16,7 juta peristiwa
Waktu pengumpulan yang telah ditetapkan	dari 10 ms hingga 466 hari
Waktu transfer data	1k saluran dalam 5ms (USB) atau 280ms (RS-232)
Waktu konversi	TIDAK
Presentasi data	Waktu, total penghitung, penghitung dalam ROI, jumlah saluran
Basis waktu MCS	dari 10 ms/saluran menjadi 300 detik/saluran
Manajemen eksternal MCA	Input: Pulsa hanya diterima oleh logika eksternal. Input bisa berupa aktif tinggi atau aktif rendah.
Penghitung	Saluran dengan jumlah peristiwa rendah diterima oleh MCA, peristiwa masuk (saluran dengan jumlah peristiwa di atas ambang batas), peristiwa yang dibuang oleh logika pemilihan, dan penghitung peristiwa eksternal.

Perangkat keras

Mikroprosesor	Silicon Labs 8051F340 inti yang kompatibel dengan 8051
Memori eksternal	Memori SRAM 512kB
Perangkat Lunak	Pemrosesan sinyal dapat diprogram melalui firmware yang dapat ditingkatkan di lapangan.

Koneksi

RS-232	Antarmuka RS-232 standar dengan kecepatan hingga 115,2 kByte.
USB	Standar USB 2.0 Kecepatan Penuh (12 Mb/s).
Eternet	Standar 10Base-T

Input dan output tambahan

Tujuan utama konektor ini adalah untuk mengekspos sinyal logika yang tidak diperlukan untuk pemrosesan utama DP5: akuisisi dan transmisi spektrum dilakukan melalui antarmuka serial. Sinyal logika ini biasanya berupa sinyal logika "level rendah" yang dikaitkan dengan setiap pulsa yang diproses oleh DP5. Sinyal ini terutama digunakan untuk sinkronisasi data yang dikumpulkan oleh DP5 dan dikirimkan ke perangkat eksternal, serta untuk keluaran penghitungan dan pengaturan waktu dari DP5.

Penganalisis saluran tunggal (total 16)	Perangkat keras 8 SCA dengan logika keluaran, LLD dan ULD yang independen dari perangkat lunak, keluaran digital level LVCMOS (3.3) (kompatibel dengan TTL), perangkat lunak dapat dipilih di antara 8 parameter termasuk INCOMING_COUNT, set pin, MCS_TIMEBASE, dsb. SCA perangkat keras juga dapat dirutekan ke Penghitung internal dan dibaca oleh perangkat lunak. Perangkat lunak 8 SCA, pemilihan LLD dan ULD secara independen, pemilihan antara 8 parameter termasuk INCOMING_COUNT, set kontak, MCS_TIMEBASE dsb. Perangkat lunak SCA dihubungkan dengan penghitung internal dan dibaca oleh perangkat lunak.
Masukan digital	Dua masukan independen, MCA_GATE yang dapat dipilih perangkat lunak, I/O tujuan umum EXTERNAL_COUNTER, dua jalur I/O untuk aplikasi khusus.
masukan/keluaran	Dua tujuan utama jalur I/O untuk aplikasi pengguna
Osiloskop digital	Menampilkan osilogram pada komputer. Perangkat lunak dipilih untuk menampilkan bentuk gelombang keluaran, ADC, dll. untuk membantu men-debug dan mengoptimalkan konfigurasi.

Kontak konektor tambahan

Kontak #	Nama	Kontak #	Nama
1	SCA1	2	SCA2
3	SCA3	4	SCA4
5	SCA5	6	SCA6
7	SCA7	8	SCA8
9	MASUK_AUX_1	10	KELUARAN_AUX_1
11	MASUK_AUX_2	12	KELUARAN_AUX_2
13	Bahasa Indonesia: IO2	14	Bahasa Indonesia: IO3
15	GND	16	GND

Koneksi

Masukan analog	Input analog menerima pulsa positif atau negatif dari preamplifier peka muatan. Catatan: Dapat dikonfigurasi dengan preamplifier peka muatan untuk digunakan dengan PMT. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Technoanalitpribor. 1x3 Molex nomor komponen 22-28-8032.
Nutrisi	+5VDC Hirose MQ172-3PA (55)
RS232	Jack headphone standar 2,5 mm.
USB	Konektor mini USB standar.
Eternet	Konektor Ethernet standar.
Bantu	2x8 16-pin 2mm (nomor komponen Samtec ASP-135096-01). Konektor Samtec P/N TCMD-08-S-XX.XX-01
Keluaran DAC	Output ini digunakan dalam mode osiloskop untuk melihat bentuk pulsa dan sinyal diagnostik lainnya. Rentang: 0 hingga 1 V. 1x2 Nomor komponen Molex 22-28-8022.

Nutrisi

+5 V	80 MHz: 200 mA (1 W) (umum) 20 MHz: 180 mA (0,9 W) (umum)
Rentang sinyal input	+4V hingga +5.5V (0,25 hingga 0,18 biasanya)
Transisi awal	2A untuk <100ns
Catu daya	Sumber daya eksternal atau bus USB

Dimensi, berat

Ukuran	Ukuran 3,5" x 2,5"
Berat	32 gram

Umum

Suhu operasi	dari -40 ° C hingga +85 ° C
Masa garansi	1 tahun
Umur pakai perangkat	Dari 5 sampai 10 tahun, tergantung penggunaan
Penyimpanan dan transportasi	Penyimpanan jangka panjang: 10+ tahun di lingkungan kering Penyimpanan dan transportasi umum: -40°C hingga +85°C, kelembaban 10 hingga 90% tanpa kondensasi
Korespondensi	Sesuai dengan RoHS

Arsitektur DP5

DP5 merupakan salah satu komponen dalam rangkaian pemrosesan sinyal lengkap untuk instrumen nuklir. Input ke DP5 merupakan output dari preamplifier. DP5 mendigitalkan amplifier output, menerapkan pemrosesan sinyal digital waktu nyata, menentukan amplitudo (digital), dan menyimpan nilai ini dalam memori histogram, yang menciptakan spektrum energi. Spektrum tersebut kemudian ditransmisikan melalui antarmuka serial DP5 ke komputer pengguna. Jelas, DP5 harus digunakan dengan komponen lain, termasuk detektor, amplifier, dan komputer.

Gambar 3. Diagram blok DP5 dalam sistem lengkap.

+ Gambar 3. Diagram blok DP5 dalam sistem lengkap.

Penyaring masukan analog

Input ke DP5 adalah output dari preamplifier peka muatan. Rangkaian prefilter analog menyiapkan sinyal ini untuk digitalisasi lebih lanjut. Fungsi utama rangkaian ini adalah untuk (1) menerapkan penguatan dan bias yang sesuai menggunakan rentang dinamis ADC, dan (2) melakukan penyaringan dan pembentukan pulsa untuk mengoptimalkan digitalisasi.

CATATAN: DP5 dapat dipesan dengan preamplifier penginderaan muatan terpasang untuk digunakan dengan PMT.

ADC

ADC mendigitalkan sinyal analog keluaran setelah penyaringan awal pada kecepatan 20 atau 80 MHz (dapat dipilih oleh perangkat lunak). Nilai digital dikirimkan secara real time ke generator pulsa digital, yang menggunakan ADC 12-bit.

Generator pulsa digital

Output ADC diproses secara terus-menerus menggunakan arsitektur jaringan pipa untuk membuat bentuk pulsa secara real time. Hal ini dilakukan dengan membentuk pulsa seperti halnya pembentuk lainnya. Bentuk pulsa sepenuhnya didigitalkan. Bentuk pulsa kemudian dapat disalurkan ke DAC untuk tujuan diagnostik, tetapi hal ini tidak diperlukan.

Ada dua jalur pemrosesan sinyal paralel di dalam DPP - saluran "cepat" dan "lambat", yang dioptimalkan untuk memperoleh informasi yang berbeda dari pulsa yang masuk. Saluran "lambat", yang memiliki konstanta waktu pembentukan yang besar, dioptimalkan untuk memperoleh tinggi pulsa yang akurat. Nilai maksimum untuk setiap pulsa di saluran lambat adalah keluaran utama dari pembentuk pulsa. Saluran "cepat" dioptimalkan untuk memperoleh informasi pengaturan waktu: mendeteksi pulsa yang tumpang tindih di saluran lambat, mengukur laju hitungan yang masuk, mengukur waktu kenaikan pulsa, dll.

DP5 menggunakan bentuk pulsa trapesium yang memberikan resolusi energi tinggi, mengurangi defisit balistik, dan memberikan stabilitas hitungan yang sangat baik pada laju hitungan tinggi.

Logika pemilihan pulsa

Logika pemilihan pulsa menolak pulsa yang akurasi pengukurannya tidak dapat dipenuhi. Logika ini mencakup penolakan tumpang tindih pulsa, diskriminasi waktu naik, logika gerbang eksternal, dsb. Pada tingkat hitungan tinggi, DP5 memiliki penolakan tumpang tindih pulsa yang lebih baik dan hasil yang lebih tinggi daripada shaper analog tradisional.

Histogram Memori

Memori histogram bekerja seperti MCA tradisional. Ketika pulsa tiba dengan nilai puncak tertentu, penghitung dalam sel memori yang sesuai akan bertambah. Hasilnya adalah histogram, sebuah array yang di dalamnya setiap sel berisi jumlah kejadian dengan nilai puncak yang sesuai. Ini adalah spektrum energi dan merupakan keluaran utama DP5. Perangkat ini juga mencakup beberapa penghitung, yang menghitung jumlah total pulsa yang diambil sampelnya dan jumlah pulsa masukan, kejadian yang tidak terhitung, dsb. Keluaran tambahan mencakup delapan penganalisa saluran tunggal yang berbeda dan DAC keluaran digital serta tampilan bentuk pulsa dari beberapa titik dalam rantai pemrosesan sinyal.

Antarmuka

DP5 mencakup perangkat keras dan perangkat lunak untuk antarmuka antara berbagai fungsi ini dan komputer pengguna. Fungsi utama antarmuka adalah untuk mengirimkan spektrum kepada pengguna. Antarmuka juga mengontrol akuisisi data, memulai dan menghentikan pemrosesan, dan menghapus histogram memori. Antarmuka juga mengontrol aspek-aspek tertentu dari pembentukan analog dan digital, seperti pengaturan penguatan analog atau pembentukan pulsa waktu.

Antarmukanya mencakup mikrokontroler yang kompatibel dengan RS232, USB, Ethernet.

Daya dan Antarmuka PC5

Prosesor digital Amptek DP5 merupakan komponen dalam sistem pemrosesan sinyal lengkap untuk instrumentasi nuklir. Prosesor ini dapat digunakan dengan komponen lain, termasuk (minimal) detektor dan penguat, serta komputer dengan antarmuka serial dan perangkat lunak komunikasi. DP5 sendiri memiliki catu daya +5 VDC sendiri. Saat menggunakan DP5 dengan detektor Amptek, tidak diperlukan catu daya tambahan untuk detektor dan preamplifier. Amptek menyediakan daya melalui PC5, yang terhubung dengan DP5 dan menyediakan daya ke detektor Amptek.

PC5 menyediakan daya ke detektor Amptek XR-100 dari sumber +5VDC. Papan ini ditujukan bagi mereka yang menggunakan sensor dan preamp Amptek. Antarmuka USB tidak dapat menyediakan arus yang cukup untuk mengoperasikan XR100, sehingga diperlukan sumber DC eksternal dan harus menyediakan daya antara 2,5V dan 5,5V.

Dimensi: 3,5" x 2,5"

Perangkat lunak

Ada dua paket perangkat lunak berbeda yang dibutuhkan untuk DP5: firmware yang berjalan pada mikrokontroler di DP5 (firmware), dan perangkat lunak yang berjalan pada komputer yang disertakan.

Perangkat lunak tertanam

Perangkat lunak tertanam bertanggung jawab untuk mengendalikan pemrosesan pulsa kontrol MCA, melakukan beberapa pemrosesan data, dan berinteraksi dengan komputer pribadi. Perangkat lunak ini sudah terpasang sebelumnya dan tidak dapat diubah oleh pengguna. Pembaruan perangkat lunak dirilis oleh Amptek secara terus-menerus dan dapat diunduh oleh pengguna.

Gambar 7. Tampilan dan perangkat lunak DPPMCA

+ Gambar 7. Tampilan dan perangkat lunak DPPMCA

Antarmuka perangkat lunak

Perangkat Lunak DPPMCA

DP5 dapat dikontrol pada tampilan Amptek DPPMCA melalui perangkat lunak khusus. Perangkat lunak ini dapat digunakan untuk mengontrol dan menampilkan DP5 dan mendukung ROI, kalibrasi, pencarian puncak, dan sebagainya.

SDK DPP

DP5 dilengkapi dengan perangkat pengembangan perangkat lunak (SDK) yang lengkap. Pengguna dapat menggunakan platform ini untuk mengembangkan perangkat lunak mereka sendiri dengan mudah guna mengendalikan DP5 untuk aplikasi khusus atau untuk menghubungkannya dengan sistem yang lebih besar. Contoh-contoh tersedia dalam VB, VC++, dll.

Menghubungkan A250 ke DP5, Prosesor Pulsa Digital dan MCA

Gbr. 9. Preamplifier peka muatan A250 dihubungkan ke DP5 atau PX5 dan MCA

+ Gbr. 9. Preamplifier peka muatan A250 dihubungkan ke DP5 atau PX5 dan MCA

Menghubungkan detektor germanium (HPGe) ke DP5

Gambar 10. Prosesor pulsa DP5 yang terhubung ke detektor germanium (HPGe). Berbagai bahan

+ Gambar 10. Prosesor pulsa DP5 yang terhubung ke detektor germanium (HPGe). Berbagai bahan

Gambar 11. Prosesor pulsa DP5 yang terhubung ke detektor germanium (HPGe). Berbagai radioisotop

+ Gambar

DP5G untuk digunakan dengan scintillator dan photomultiplier

Amptek DP5G adalah prosesor pulsa digital berdaya rendah dan berkinerja tinggi yang dirancang untuk digunakan dalam sistem spektrometri sintilasi. Dipasang pada anoda PMT, prosesor ini mencakup preamplifier peka muatan dan papan prosesor pulsa yang menggantikan baik penguat pembentuk maupun MCA dalam sistem spektroskopi nuklir tradisional. DP5G menawarkan sejumlah keunggulan dibandingkan sistem tradisional, termasuk throughput yang lebih tinggi, fleksibilitas yang lebih baik, ukuran yang kecil, dan biaya yang lebih rendah.

Gbr. 12. DP5G ditampilkan dalam ukuran penuh, 2" x 1,75"

+ Gbr. 12. DP5G ditampilkan dalam ukuran penuh, 2" x 1,75"

DP5G merupakan salah satu komponen dalam sistem spektrometer gamma lengkap, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. DP5G hanya mencakup fungsi pemrosesan sinyal dasar. Sistem lengkap juga harus mencakup detektor modul (scintillator, PMT, catu daya tegangan tinggi, tabung) dan rangkaian antarmuka dengan catu daya dan konektor untuk koneksi serial. Amptek dapat menyediakan satu DP5G bagi pengguna, atau dapat menyediakan modul antarmuka PCG, atau dapat menyediakan sistem lengkap termasuk detektor modul. Seluruh sistem merupakan produk Amptek yang terpisah.

DP5G merupakan generasi terbaru dalam pemrosesan pulsa digital. DP5G merupakan varian DP5 yang dioptimalkan untuk penghitung sintilasi. Teknologi DP5 mencakup waktu puncak yang cepat, penolakan aliasing pulsa dan diskriminasi bentuk pulsa yang lebih baik, koreksi waktu mati yang lebih baik, fitur tambahan seperti "Daftar Mode" dan antarmuka tambahan.