محلل النبضات dp5
مراجعة
يعد جهاز Amptek DP5 معالج نبضات متطورًا وعالي الأداء ومنخفض الطاقة. فهو يحول الإشارة الصادرة عن خرج مكبر الصوت المسبق إلى رقمية، فيحل محل جهاز التشكيل والمحلل في أنظمة التحليل الطيفي التناظرية التقليدية. يوفر جهاز DP5 العديد من المزايا المتميزة مقارنة بالأنظمة التقليدية، بما في ذلك الأداء المحسن (بدقة عالية جدًا، وإنتاجية عالية، واستقرار متزايد)، والمرونة المتزايدة، وانخفاض استهلاك الطاقة، والحجم الصغير، والتكلفة المنخفضة.
ينفذ DP5 معالجة النبضات باستخدام دائرة مخصصة. وهو يتضمن متحكمًا دقيقًا متوافقًا مع 8051 للتحكم في الجهاز. وتشمل واجهات الاتصال RS232 وUSB وEthernet. كما تتوفر أيضًا العديد من خطوط الإدخال/الإخراج العامة. تم تصميم DP5 لمصنعي المعدات الأصلية ومستخدمي المختبرات الذين يحتاجون إلى خيارات التخصيص وهم على دراية بالإلكترونيات.
الشكل 1. صورة DP5: 3.5 بوصة × 2.5 بوصة
الخصوصيات
- محول تناظري رقمي 80 ميجا هرتز
- يحل محل المُشكِّل والمُحلل
- يدعم إعادة الضبط والتغذية الراجعة لمكبرات الصوت المسبقة لأي قطبية
- وضع MCS
- 16 إس سي أي
- قابلة للتكوين باستخدام مكبر صوت مسبق حساس للشحن للاستخدام مع PMT
- للاستخدام في ظروف المختبر OEM
- مرنة في التخصيص
معالجة النبضات وMCA
- شكل النبضة شبه المنحرف
- وقت الذروة من 0.1 إلى 102.4 ميكروثانية
- المدة من 0.05 إلى 51.2 ميكروثانية
- 4000000 هرتز
- ما يصل إلى 8000 قناة
اتصال
- الواجهات: RS-232، USB، إيثرنت
- الإخراج إلى الذبذبات - للتحكم في النبضات وتعديلها
- برامج الكمبيوتر لجمع البيانات والتحكم فيها (بما في ذلك واجهة برمجة التطبيقات)
- العديد من المدخلات والمخرجات الإضافية القابلة للتكوين
الخصائص الجسدية
- طاقة منخفضة: 600 ميغاواط
- حجم صغير: 3.5 × 2.5 فولت
طلب
-
أجهزة الكشف عن الأشعة السينية وأشعة جاما
-
الفيزياء النووية
-
نظام محمول يعمل بالبطارية
-
OEM (كمكونات)
-
إدارة العمليات
-
البحث والتعليم
الشكل 2. يوضح الحاشية 1 أعلاه الإشارة عند مدخل DP5، وهي الخرج من مكبر الصوت المسبق الحساس للشحنة القابل لإعادة الضبط. ثم تتم معالجة الإشارة بواسطة مرشح تقريبي تناظري، مما ينتج عنه الإشارة الموضحة في الحاشية 2. يتم تحويل هذه الإشارة إلى شكل رقمي ثم معالجتها في DP5، مما ينتج عنه الإشارة الموضحة في الحاشية 3. وأخيرًا، ينتج DP5 طيف الخرج الموضح في الشكل 4.
| يكسب | مزيج من ضبط السلسلة الخشنة والدقيقة، قابل للتعديل بسلاسة من 0.84 إلى 127.5. | ||||||||||||||||
| تضخيم تقريبي | 16 خطوة ضبط تقريبية مرتبة منطقيًا من x1.12 إلى X102.
|
||||||||||||||||
| مكسب سلس | مكسب سلس قابل للتعديل من 0.75 إلى 1.25، دقة 10 بت | ||||||||||||||||
| الحجم الكامل | نبضة إدخال 1000 مللي فولت عند مكسب x1 | ||||||||||||||||
| استقرار | <20 جزء في المليون/درجة مئوية (نموذجي) | ||||||||||||||||
| تردد ساعة ADC | 20 أو 80 ميجا هرتز، محول تناظري رقمي 12 بت (برنامج) | ||||||||||||||||
| شكل النبض | شبه منحرف. يتمتع مكبر شبه منحرف بوقت تشكيل غاوسي t بوقت ذروة يبلغ 2.2t ويمكن مقارنته في الأداء بشكل شبه منحرف له نفس وقت الذروة. | ||||||||||||||||
| وقت الذروة | 30 وقت ذروة يمكن اختياره بواسطة البرنامج تتراوح من 0.1 إلى 102 ميكروثانية، وهو ما يتوافق مع وقت تشكيل شبه غاوسي يتراوح من 0.05 إلى 45 ميكروثانية. | ||||||||||||||||
| وقت القمة المسطحة | 16 قيمة قابلة للاختيار بواسطة البرنامج لكل وقت الذروة (اعتمادًا على وقت الذروة)> 0.05 ميكروثانية. | ||||||||||||||||
| الحد الأقصى لسرعة العد | مع وقت ذروة يبلغ 0.2 ميكروثانية، يمكن ملاحظة إشارة دورية بتردد 4 ميجا هرتز. | ||||||||||||||||
| الوقت الميت في الاندفاع | الوقت الميت هو 1.05 × وقت الذروة. لا يوجد وقت تحويل. | ||||||||||||||||
| وقت الحل | 120 نانوثانية | ||||||||||||||||
| تراكب النبض | يتم فصل النبضات بشكل أكبر عندما يكون وقت الدقة أقل من 120 نانوثانية وأقل عندما يكون 1.05 × وقت الذروة. | ||||||||||||||||
| استعادة خط المسح | غير متماثل، 16 إعدادًا لمعدل الدوران يمكن اختياره بواسطة البرنامج. |
ام سي ايه
| عدد القنوات | 256، 512، 1024، 2048، 4096، و 8192 قناة. |
| بايتات لكل قناة | 3 بايت (24 بت) - 16.7 مليون حدث |
| وقت التجميع المحدد مسبقًا | من 10 مللي ثانية إلى 466 يومًا |
| وقت نقل البيانات | 1000 قناة في 5 مللي ثانية (USB) أو 280 مللي ثانية (RS-232) |
| وقت التحويل | لا |
| عرض البيانات | الوقت، إجمالي العدادات، العدادات في منطقة الاهتمام، عدد القنوات |
| قاعدة زمنية MCS | من 10 مللي ثانية/قناة إلى 300 ثانية/قناة |
| الإدارة الخارجية لـ MCA | الإدخال: يتم قبول النبضات فقط من خلال المنطق الخارجي. يمكن أن يكون الإدخال نشطًا مرتفعًا أو نشطًا منخفضًا. |
| العدادات | يتم قبول القنوات ذات عدد الأحداث المنخفض بواسطة MCA، والأحداث الواردة (القنوات ذات عدد الأحداث أعلى من الحد الأقصى)، والأحداث التي تم تجاهلها بواسطة منطق الاختيار، وعداد الأحداث الخارجي. |
الأجهزة
| المعالج الدقيق | نواة متوافقة مع Silicon Labs 8051F340 8051 |
| الذاكرة الخارجية | 512 كيلو بايت SRAM |
| البرامج الثابتة | تعتبر معالجة الإشارات قابلة للبرمجة عبر البرامج الثابتة التي يمكن ترقيتها في الميدان. |
اتصال
| ار اس-232 | واجهة RS-232 القياسية بسرعة تصل إلى 115.2 كيلو بايت. |
| USB | USB 2.0 السرعة الكاملة القياسية (12 ميجا بايت/ثانية). |
| إيثرنت | معيار 10Base-T |
المدخلات والمخرجات الإضافية
الغرض الرئيسي من هذا الموصل هو عرض الإشارات المنطقية التي لا تتطلبها المعالجة الأولية لجهاز DP5: يتم الحصول على الأطياف ونقلها عبر الواجهة التسلسلية. وعادةً ما تكون هذه الإشارات المنطقية "منخفضة المستوى" المرتبطة بكل نبضة تتم معالجتها بواسطة جهاز DP5. وهي تُستخدم بشكل أساسي لمزامنة البيانات التي يجمعها جهاز DP5 ويرسلها إلى أجهزة خارجية، فضلاً عن مخرجات العد والتوقيت من جهاز DP5.
| أجهزة تحليل أحادية القناة (16 في المجموع) |
أجهزة برمجة 8 SCA، الاختيار المستقل لـ LLDs و ULDs، الاختيار بين 8 معلمات بما في ذلك INCOMING_COUNT ومجموعة جهات الاتصال و MCS_TIMEBASE وما إلى ذلك. برنامج SCA مرتبط بعدادات داخلية ويتم قراءته بواسطة البرنامج. |
| المدخلات الرقمية | مدخلين مستقلين، MCA_GATE قابلة للاختيار بواسطة البرنامج، EXTERNAL_COUNTER إدخال/إخراج للأغراض العامة، خطي إدخال/إخراج للتطبيقات المخصصة. |
| إدخال/إخراج | غرضان رئيسيان لخطوط الإدخال/الإخراج لتطبيقات المستخدم |
| الذبذبات الرقمية | عرض مخطط الذبذبات على الكمبيوتر. يتم اختيار البرنامج لعرض شكل الموجة الناتجة، والمحول التناظري الرقمي، وما إلى ذلك للمساعدة في تصحيح أخطاء التكوين وتحسينه. |
جهات اتصال الموصل المساعد
| اتصال # | اسم | اتصال # | اسم |
| 1 | إس سي أيه 1 | 2 | إس سي أيه 2 |
| 3 | إس سي أيه 3 | 4 | إس سي أيه 4 |
| 5 | إس سي إيه 5 | 6 | إس سي أيه 6 |
| 7 | إس سي أيه 7 | 8 | إس سي أيه 8 |
| 9 | مدخل مساعد رقم 1 | 10 | مخرج مساعد رقم 1 |
| 11 | مدخل مساعد رقم 2 | 12 | مخرج مساعد رقم 2 |
| 13 | اي او 2 | 14 | اي او 3 |
| 15 | أرضي | 16 | أرضي |
اتصال
| المدخل التناظري | يقبل المدخل التناظري نبضات موجبة أو سالبة من مكبر صوت مسبق حساس للشحنة. ملاحظة: يمكن تكوينه بمكبر صوت مسبق حساس للشحنة للاستخدام مع PMT. لمزيد من المعلومات، اتصل بـ Technoanalitpribor. رقم قطعة Molex 1x3 22-28-8032. |
| تَغذِيَة | +5 فولت تيار مستمر هيروس MQ172-3PA (55) |
| RS232 | مقبس سماعة رأس قياسي مقاس 2.5 ملم. |
| USB | موصل USB صغير قياسي. |
| إيثرنت | موصل إيثرنت القياسي. |
| مساعد | 2x8 16 سنًا مقاس 2 مم (رقم قطعة Samtec ASP-135096-01). موصل Samtec رقم القطعة TCMD-08-S-XX.XX-01 |
| مخرج DAC | يستخدم هذا الإخراج في وضع الذبذبات لعرض أشكال النبضات وإشارات التشخيص الأخرى. النطاق: من 0 إلى 1 فولت. رقم قطعة Molex 1x2 22-28-8022. |
تَغذِيَة
| +5 فولت | 80 ميجا هرتز: 200 مللي أمبير (1 وات) (نموذجي) 20 ميجا هرتز: 180 مللي أمبير (0.9 وات) (نموذجي) |
| نطاق إشارة الإدخال | +4 فولت إلى +5.5 فولت (0.25 إلى 0.18 نموذجيًا) |
| الانتقال الأولي | 2A لـ <100ns |
| مزود الطاقة | مصدر الطاقة الخارجي أو ناقل USB |
الأبعاد والوزن
| مقاس | 3.5 بوصة × 2.5 بوصة |
| وزن | 32 جرام |
عام
| درجة حرارة التشغيل | من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية |
| فترة الضمان | سنة واحدة |
| عمر الخدمة للجهاز | من 5 إلى 10 سنوات، حسب الاستخدام |
| التخزين والنقل | التخزين طويل الأمد: أكثر من 10 سنوات في بيئة جافة التخزين والنقل النموذجي: من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، من 10 إلى 90% رطوبة غير متكثفة |
| مراسلة | متوافق مع RoHS |
هندسة DP5
يعد DP5 أحد المكونات في سلسلة معالجة الإشارات الكاملة للأجهزة النووية. إن المدخل إلى DP5 هو مخرج مكبر الصوت المسبق. يقوم DP5 بتحويل مكبر الصوت إلى صيغة رقمية، وتطبيق معالجة الإشارات الرقمية في الوقت الفعلي، وتحديد السعة (الرقمية)، وتخزين هذه القيمة في ذاكرة الهيستوجرام، مما يؤدي إلى إنشاء طيف طاقة. ثم يتم نقل الطيف عبر واجهة DP5 التسلسلية إلى كمبيوتر المستخدم. من الواضح أنه يجب استخدام DP5 مع مكونات أخرى، بما في ذلك جهاز الكشف والمكبر والكمبيوتر.
الشكل 3. مخطط كتلة DP5 في نظام كامل.
مرشح الإدخال التناظري
إن المدخل إلى DP5 هو الناتج من مكبر الصوت المسبق الحساس للشحنة. تقوم دائرة مرشح مسبق تناظرية بإعداد هذه الإشارة لمزيد من التحويل الرقمي. الوظائف الرئيسية لهذه الدائرة هي (1) تطبيق المكسب والتحيز المناسبين باستخدام النطاق الديناميكي للمحول التناظري الرقمي، و(2) إجراء بعض الترشيح وتشكيل النبضات لتحسين التحويل الرقمي.
ملاحظة: يمكن طلب DP5 مع مكبر صوت مسبق لاستشعار الشحنة على اللوحة للاستخدام مع PMTs.
محول تناظري رقمي
يقوم المحول التناظري الرقمي بتحويل الإشارة التناظرية الصادرة إلى رقمية بعد الترشيح الأولي بسرعة 20 أو 80 ميجا هرتز (يمكن اختيارها بواسطة البرنامج). يتم نقل القيم الرقمية في الوقت الفعلي إلى مولد النبضات الرقمية، والذي يستخدم محول تناظري رقمي 12 بت.
مولد النبضات الرقمية
يتم معالجة مخرجات المحول التناظري الرقمي بشكل مستمر باستخدام بنية خط أنابيب لإنشاء شكل نبضة في الوقت الفعلي. يتم ذلك عن طريق تشكيل النبضة تمامًا مثل أي أداة تشكيل أخرى. يتم رقمنة شكل النبضة بالكامل. يمكن بعد ذلك توجيهها إلى محول رقمي إلى تناظري لأغراض التشخيص، لكن هذا ليس ضروريًا.
يوجد مساران متوازيان لمعالجة الإشارات داخل DPP - القناتان "السريعة" و"البطيئة"، والمُحسَّنتان للحصول على معلومات مختلفة من النبضات الواردة. القناة "البطيئة"، التي تحتوي على ثابت وقت تشكيل كبير، مُحسَّنة للحصول على ارتفاع نبضة دقيق. القيمة القصوى لكل نبضة في القناة البطيئة هي الناتج الرئيسي من مُشكِّل النبضات. القناة "السريعة" مُحسَّنة للحصول على معلومات التوقيت: اكتشاف النبضات المتداخلة في القناة البطيئة، وقياس معدل العد الوارد، وقياس وقت ارتفاع النبضة، وما إلى ذلك.
يستخدم DP5 شكل نبضة شبه منحرف يوفر دقة عالية للطاقة، ويقلل من العجز الباليستي، ويوفر استقرارًا ممتازًا في العد عند معدلات العد العالية.
منطق اختيار النبضة
يرفض منطق اختيار النبضات النبضات التي لا يمكن تلبية دقة القياس الخاصة بها. ويشمل ذلك رفض تداخل النبضات، وتمييز وقت الارتفاع، ومنطق البوابة الخارجية، وما إلى ذلك. عند معدلات العد العالية، يتمتع DP5 برفض أفضل لتداخل النبضات وإنتاجية أعلى من جهاز التشكيل التناظري التقليدي.
تخطيط الذاكرة
تعمل ذاكرة الهيستوجرام مثل جهاز MCA التقليدي. فعندما تصل نبضة بقيمة ذروة معينة، يتم زيادة العداد في خلية الذاكرة المقابلة. والنتيجة هي هيستوجرام، وهو عبارة عن مجموعة تحتوي كل خلية فيها على عدد الأحداث بقيمة الذروة المقابلة. وهذا هو طيف الطاقة وهو المخرج الرئيسي لجهاز DP5. ويتضمن الجهاز أيضًا عدة عدادات، تحسب كلًا من العدد الإجمالي للنبضات التي تم أخذ عينات منها وعدد النبضات المدخلة والأحداث غير المحسوبة وما إلى ذلك. وتتضمن المخرجات الإضافية ثمانية أجهزة تحليل أحادية القناة مختلفة ومحول رقمي إلى تناظري بإخراج رقمي وشاشة عرض على شكل نبضة من عدة نقاط في سلسلة معالجة الإشارة.
الواجهة
يتضمن DP5 أجهزة وبرامج للواجهة بين هذه الوظائف المختلفة وجهاز الكمبيوتر الخاص بالمستخدم. وتتمثل الوظيفة الأساسية للواجهة في نقل الطيف إلى المستخدم. كما تتحكم الواجهة في اكتساب البيانات وبدء وإيقاف المعالجة ومسح الهيستوجرام الخاص بالذاكرة. كما تتحكم في جوانب معينة من التشكيل التناظري والرقمي، مثل ضبط الكسب التناظري أو تشكيل نبضات الوقت.
تتضمن الواجهة متحكمًا دقيقًا متوافقًا مع RS232 وUSB وEthernet.
الطاقة والواجهة لجهاز PC5
المعالج الرقمي Amptek DP5 هو أحد مكونات نظام معالجة الإشارات الكامل للأجهزة النووية. ويمكن استخدامه مع مكونات أخرى، بما في ذلك (على الأقل) جهاز الكشف والمضخم، وجهاز كمبيوتر مزود بواجهة تسلسلية وبرنامج اتصالات. يحتوي DP5 نفسه على مصدر طاقة خاص به +5 فولت تيار مستمر. عند استخدام DP5 مع أجهزة الكشف Amptek، لا يلزم وجود مصادر طاقة إضافية لجهاز الكشف والمضخم المسبق. توفر Amptek الطاقة عبر PC5، الذي يتفاعل مع DP5 ويوفر الطاقة لكاشفات Amptek.
توفر اللوحة PC5 الطاقة لكاشف Amptek XR-100 من مصدر +5VDC. هذه اللوحة مخصصة لأولئك الذين يستخدمون أجهزة استشعار Amptek ومضخمات الصوت المسبقة. لا تستطيع واجهة USB توفير تيار كافٍ لتشغيل XR100، لذا يلزم وجود مصدر تيار مستمر خارجي ويجب أن يوفر طاقة تتراوح بين 2.5 فولت و5.5 فولت.
الأبعاد: 3.5 بوصة × 2.5 بوصة
الشكل 4. DP5 مع PC5 وكاشف/مضخم مسبق Amptek.
الشكل 5. DP5 (أعلى) مقترنًا بـ PC5 (أسفل)
الشكل 6. DP5 (أسفل) مقترنًا بـ PC5 (أعلى)، المنظر الخلفي
برمجة
هناك حزمتان مختلفتان من البرامج المطلوبة لجهاز DP5: البرامج الثابتة التي تعمل على المتحكم الدقيق الموجود على جهاز DP5 (البرامج الثابتة)، والبرنامج الذي يعمل على الكمبيوتر المتضمن.
البرمجيات المضمنة
البرنامج المضمّن مسؤول عن التحكم في معالجة نبضات التحكم في MCA، وإجراء بعض معالجة البيانات والتفاعل مع الكمبيوتر الشخصي. هذا البرنامج مثبت مسبقًا ولا يمكن للمستخدم تغييره. يتم إصدار تحديثات البرنامج بواسطة Amptek باستمرار ويمكن للمستخدم تنزيلها.
الشكل 7. شاشة DPPMCA والبرنامج
واجهة البرنامج
برنامج DPPMCA
يمكن التحكم في DP5 على شاشة Amptek DPPMCA عبر برنامج مخصص. يمكن استخدام هذا البرنامج للتحكم في DP5 وعرضه، كما يدعم ROI والمعايرة والبحث عن الذروة وما إلى ذلك.
مجموعة أدوات تطوير البرامج DPP
يأتي DP5 مع مجموعة تطوير برامج كاملة (SDK). يمكن للمستخدم استخدام هذه المنصة لتطوير برنامجه الخاص بسهولة للتحكم في DP5 للتطبيقات المخصصة أو لربطه بنظام أكبر. يتم توفير الأمثلة في VB وVC++ وما إلى ذلك.
ربط A250 بجهاز DP5 ومعالج النبضات الرقمية وMCA
الشكل 9. يتم توصيل مكبر الصوت المسبق الحساس للشحنة A250 بجهاز DP5 أو PX5 وMCA
ربط كاشف الجرمانيوم (HPGe) بجهاز DP5
الشكل 10. معالج نبضات DP5 متصل بكاشف الجرمانيوم (HPGe). مواد مختلفة
الشكل 11. معالج نبضات DP5 متصل بكاشف الجرمانيوم (HPGe). نظائر مشعة مختلفة
DP5G للاستخدام مع المواد المضيئة ومضاعفات الضوء
يعد Amptek DP5G معالج نبضات رقمي عالي الأداء ومنخفض الطاقة مصمم للاستخدام في أنظمة مطيافية الوميض. وهو متصل بأنود PMT، ويتضمن مكبرًا أوليًا حساسًا للشحنة ولوحة معالج نبضات تحل محل كل من مكبر التشكيل وMCA في نظام مطيافية نووية تقليدي. يوفر DP5G عددًا من المزايا مقارنة بالأنظمة التقليدية، بما في ذلك الإنتاجية الأعلى، والمرونة المتزايدة، والحجم الصغير، والتكلفة المنخفضة.
الشكل 12. DP5G يظهر بالحجم الكامل، 2 بوصة × 1.75 بوصة
DP5G هو أحد المكونات في نظام مطياف جاما الكامل، كما هو موضح في الشكل أدناه. يتضمن DP5G وظائف معالجة الإشارة الأساسية فقط. يجب أن يتضمن النظام الكامل أيضًا كاشف وحدة (مصباح وميض، ومصباح ضوئي، ومصدر طاقة عالي الجهد، وأنابيب) ودائرة واجهة مع مصادر طاقة وموصلات للتوصيل التسلسلي. يمكن لشركة Amptek تزويد المستخدم بـ DP5G واحد، أو يمكنها توفير وحدة واجهة PCG، أو يمكنها توفير نظام كامل بما في ذلك كاشف وحدة. النظام بأكمله هو منتج منفصل لشركة Amptek.
يمثل DP5G أحدث جيل في معالجة النبضات الرقمية. DP5G هو أحد أشكال DP5 المحسّنة لعدادات الوميض. تتضمن تقنية DP5 وقت ذروة سريع، ورفضًا محسّنًا للتشويه النبضي وتمييزًا لشكل النبضة، وتصحيحًا أفضل للوقت الميت، وميزات إضافية مثل "قائمة الأوضاع" والواجهات الإضافية.
