高速X光譜測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成象技術(shù)，簡稱ICT（Industrial Computed Tomography），其基本原理與醫(yī)用CT相似，均是基于射線檢測(cè)的原理。由于工業(yè)X-CT (X-Ray Computed Tomography)系統(tǒng)中使用的X射線是多色譜，能量不同的X射線與物質(zhì)作用的機(jī)理不同，將產(chǎn)生射線（束）硬化（Beam Hardening），從而引起CT圖象的“壓杯（Cupping）”偽象(Artifact)。在這種情況下，如果了解X射線

2、（即X光）與不同物質(zhì)作用前、后的能譜變化情況，就能夠?qū)T圖象進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠不Ｕ?。X射線的能譜可由X射線譜儀進(jìn)行測(cè)量，本論文研究一種基于PCI總線的高速X光譜測(cè)量系統(tǒng)。 論文在充分比較了國內(nèi)外X光譜數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的快速測(cè)量，及時(shí)為CT圖象校正提供數(shù)據(jù)，選擇了PCI總線作為高速X射線光譜測(cè)量系統(tǒng)的接口方案。首先，論文對(duì)X光探測(cè)及其測(cè)量系統(tǒng)作了大量的文獻(xiàn)調(diào)研，在理論上保證了整個(gè)方案的可行性；其次，采用CMOS

3、器件對(duì)探測(cè)器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、峰值甄別處理；第三，根據(jù)脈沖信號(hào)的幅頻特性，選擇低功耗高速的A/D器件，實(shí)現(xiàn)X光譜的4096道測(cè)量；第四，利用CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）芯片和 Quartus II 軟件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了整個(gè)硬件電路的時(shí)序控制，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)幅值電路的控制；第五，利用PCI9030的特性，設(shè)計(jì)了PCI總線，實(shí)現(xiàn)PCI局部總線與雙口RAM之間數(shù)據(jù)的高速傳輸。為縮短開發(fā)周期，采用 PLX 公司的 PCI9030 開發(fā)套

4、件實(shí)現(xiàn) PCI 總線設(shè)計(jì)，并且在系統(tǒng)硬件平臺(tái)調(diào)試時(shí)，也利用此套件所提供的SDK（Software Development Kits）來完成對(duì)X光譜數(shù)據(jù)的測(cè)試。另外，使用Mentor公司的高速信號(hào)分析工具軟件Hyperlynx 來對(duì)PCB上高速信號(hào)進(jìn)行信號(hào)完整性設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)電路的質(zhì)量。 論文在完成高速硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)后，為了使硬件平臺(tái)具有可移植性，實(shí)現(xiàn)將來的嵌入式設(shè)計(jì)，采用 DriverStudio+VisualC++ 軟件對(duì)