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基于ads1605的多道能譜分析儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ADS1605的多道能譜分析儀，包括兩個(gè)部分：第一部分是由前端放大電路、線性放大電路、濾波成形電路和差分轉(zhuǎn)換電路組成的前端調(diào)理電路，模擬輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)前端調(diào)理電路信號(hào)放大后差分轉(zhuǎn)換，輸出差分信號(hào)；第二部分是控制電路，包括第一部分的差分信號(hào)和電壓基準(zhǔn)電路輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)，以及外部時(shí)鐘控制電路和工作狀態(tài)控制電路，控制ADS1605數(shù)據(jù)采集。本發(fā)明將最新發(fā)展的高速ARM7處理器引入多道能譜分析儀中，通過(guò)前端調(diào)理電路和控制電路，進(jìn)行信號(hào)差分轉(zhuǎn)換與放大、工作狀態(tài)控制、采集信號(hào)的整形，實(shí)現(xiàn)ADS1605的高速﹑高精度的16位5MHZ模數(shù)轉(zhuǎn)換。
【專利說(shuō)明】基于ADS1605的多道能譜分析儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于核能譜測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于ADS1605的多道能譜分析儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 核能譜測(cè)量技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)新興技術(shù)，綜合了電子技術(shù)、核探測(cè)技術(shù)、計(jì)算 機(jī)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。目前，它已經(jīng)成為物質(zhì)成分分析的重要手段之一，在醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、環(huán)境 學(xué)、化學(xué)、考古學(xué)等學(xué)科扮演越來(lái)越重的角色。
[0003] 隨著核電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，多道能譜分析儀的性能不斷提高。國(guó)外 的核譜儀性能較高，但價(jià)格昂貴，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)用戶中難以廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)研究者經(jīng)過(guò)幾年 的努力，由早期傳統(tǒng)的模擬電路和數(shù)字電路構(gòu)建的多道能譜儀發(fā)展至今已研制開發(fā)了多種 型號(hào)的野外(現(xiàn)場(chǎng))使用的能譜儀。目前多道能譜儀正向著功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，儀器集成度 高，操作環(huán)境簡(jiǎn)便易用，功耗低的趨勢(shì)發(fā)展。
[0004] 作為多道能譜分析儀的一個(gè)關(guān)鍵組成裝置主要完成以下幾個(gè)主要任務(wù)：（1)對(duì)輸 入的電荷級(jí)信號(hào)差分放大并保證信號(hào)在放大過(guò)程中不失真；（2)通過(guò)濾波形成電路可以對(duì) 由外部噪聲、系統(tǒng)噪聲和有用信號(hào)疊加組成的輸入信號(hào)進(jìn)行消噪處理；（3)為了對(duì)原始數(shù) 據(jù)預(yù)處理和獲得較好的測(cè)量結(jié)果需要具有較快的采集速度和測(cè)量精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是提供一種能滿足核能譜分析儀系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn) 換要求的基于ADS1605的多道能譜分析儀。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種基于ADS1605的多道能譜分析儀，它包括兩部分，前端調(diào)理電路和控制電路，前端 調(diào)理電路包括前端放大電路U1、線性放大電路U2、濾波成形電路U3和差分轉(zhuǎn)換電路U4 ;控 制電路包括電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7 ;差分轉(zhuǎn)換電路U4、 電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7與ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8連接； 輸入電荷信號(hào)經(jīng)前端放大電路U1 -級(jí)放大，再經(jīng)線性放大電路U2主放大后，通過(guò)U3濾波， 經(jīng)U4轉(zhuǎn)換形成差分輸入信號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳4、5上；電壓基準(zhǔn)電路 U5中輸入電壓經(jīng)精密基準(zhǔn)電壓源芯片后再通過(guò)差分轉(zhuǎn)換輸出基準(zhǔn)電壓，連接到ADS1605模 數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳60、61、62、63、64, ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8將差分轉(zhuǎn)換后的輸入信號(hào)和 差分轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)電壓作比較來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化；工作狀態(tài)控制電路U6中外部電壓輸入經(jīng) 過(guò)撥碼開關(guān)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的工作控制位引腳13、15、21、22，控制八051605 模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8工作狀態(tài)；最后時(shí)鐘控制電路U7中，通過(guò)外接時(shí)鐘振蕩器連接到ADS1605模 數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳56,給ADS1605提供穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)控制Λ Σ調(diào)制器的數(shù)據(jù)采樣。
[0007] 模擬輸入信號(hào)接入電路后，經(jīng)過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立放大電路，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的一級(jí)放大 和二級(jí)放大后連接到濾波成形電路，由差分轉(zhuǎn)換電路輸出，通過(guò)外部時(shí)鐘輸入電路輸入時(shí) 鐘信號(hào)和工作控制電路硬件控制ADS1605片選位和讀寫位高、低電平，且采用差分的輸入 方式，實(shí)現(xiàn)了 16位5MHZ高速度高精度信號(hào)的并行采集。
[0008] 前端放大電路U1的核心元件是LF357運(yùn)算放大器，模擬信號(hào)輸入通過(guò)電容連接到 LF357運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳；一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在LF357運(yùn)算放大器的2號(hào) 引腳端點(diǎn)和6號(hào)輸出引腳端點(diǎn)處，經(jīng)前端放大電路U1的6號(hào)輸出，連接線性放大電路U2的 輸入端。
[0009] 線性放大電路U2中，從上一級(jí)電路前端放大電路U1輸出的信號(hào)通過(guò)電阻接到 NE5534運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳，一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在NE5534運(yùn)算放大器的2 號(hào)引腳和6號(hào)引腳之間；兩個(gè)電容并聯(lián)后接在NE5534運(yùn)算放大器的正負(fù)電源端引腳上，由 NE5534運(yùn)算放大器的6號(hào)輸出。
[0010] 電壓基準(zhǔn)電路U5中，輸入電壓經(jīng)過(guò)四個(gè)容值不同的電容組成的濾波電路，接到 RER)28U基準(zhǔn)芯片的2號(hào)引腳，由引腳6輸出的信號(hào)經(jīng)濾波后，分四路輸出：其中兩路通過(guò) 兩個(gè)0PA2822U運(yùn)算放大器U9、U10進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成電壓基準(zhǔn)信號(hào)，這兩路連接如下：一路信 號(hào)通過(guò)電位器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳5,0PA2822U運(yùn)算放大器U9的二級(jí)輸 出引腳7號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基準(zhǔn)電壓負(fù)級(jí)引腳60、61 ;-路信號(hào)通過(guò)電位 器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳3，U10的一級(jí)輸出引腳1號(hào)連接到ADS1605模 數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基準(zhǔn)電壓正級(jí)引腳63、64 ;另兩路連接如下：一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算 放大器U9的引腳3，經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U9的一級(jí)輸出引腳1連接到ADS1605模數(shù) 轉(zhuǎn)換器U8的電壓中值引腳62,同時(shí)從引腳1輸出的信號(hào)分兩路連接到0PA2822U運(yùn)算放大 器U9的引腳6和0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳2 ;另一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算放 大器U10的引腳5,經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U10的二級(jí)輸出引腳7提供給差分轉(zhuǎn)換電路的 VCM作數(shù)據(jù)量化比較。
[0011] 工作狀態(tài)控制電路U6中，通過(guò)撥碼開關(guān)旁接四路排阻連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器 U8的工作控制位引腳13、15、21、22 ;外部時(shí)鐘控制電路U7中，時(shí)鐘振蕩器X0SM-573引腳3 連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8引腳56。
[0012] 器件優(yōu)選為：模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1605,前端放大電路中設(shè)有前端放大器LF357,線性 放大電路部分選用放大器NE5534,差分轉(zhuǎn)換電路部分選用放大器0PA2822U，電壓基準(zhǔn)芯片 RER)28U，外部時(shí)鐘振蕩器X0SM-573。
[0013] 本發(fā)明的基于ADS1605的多道能譜分析儀硬件組成，為了提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1605的采集速度和穩(wěn)定性，將差分轉(zhuǎn)換后的輸入信號(hào)和差分轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)電壓作比較 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化，同時(shí)外部時(shí)鐘輸入時(shí)鐘信號(hào)和硬件控制工作狀態(tài)。還采用16位并行采集 方式，采集速率可達(dá)到5MHZ，使本發(fā)明在適應(yīng)減少體積、增強(qiáng)人機(jī)交互能力的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn) 高速采集和高精度測(cè)量；采用數(shù)字濾波算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提高了裝置的數(shù)據(jù)可靠性 和整個(gè)系統(tǒng)性能；同時(shí)在停止采樣時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)休眠模式減少系統(tǒng)功耗。
[0014] 本發(fā)明結(jié)合核能譜分析技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有儀器的剖析和 論證，首次將16位5MHZ高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器引入多道能譜分析儀中，并且應(yīng)用自主研發(fā) 的ARM7核心板控制數(shù)據(jù)的采集與傳輸，通過(guò)對(duì)前端調(diào)理電路和濾波電路的實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)行 適當(dāng)修改，增加 ARM數(shù)字濾波功能，合理的設(shè)計(jì)人機(jī)交互軟件，提高系統(tǒng)性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中前端調(diào)理電路示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中控制電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明可以通過(guò)上述發(fā)明技術(shù)方案具體實(shí)施，通過(guò)下述技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)施例作 進(jìn)一步說(shuō)明，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實(shí)施例。
[0018] 實(shí)施例1 : 一種基于ADS1605的多道能譜分析儀，它包括兩部分，前端調(diào)理電路和控制電路，前端 調(diào)理電路包括前端放大電路U1、線性放大電路U2、濾波成形電路U3和差分轉(zhuǎn)換電路U4 ;控 制電路包括電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7 ;差分轉(zhuǎn)換電路U4、 電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7與ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8連 接；輸入電荷信號(hào)經(jīng)前端放大電路U1、線性放大電路U2、濾波成形電路U3和差分轉(zhuǎn)換電路 U4連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳4、5上；電壓基準(zhǔn)電路U5中輸入電壓與RER)28U 基準(zhǔn)芯片U11連接，輸出電壓經(jīng)過(guò)兩個(gè)0PA2822U運(yùn)算放大器U9、U10連接到ADS1605模數(shù) 轉(zhuǎn)換器U8的引腳60、61、62、63、64 ;同時(shí)0PA2822U運(yùn)算放大器U10的二級(jí)輸出引腳7與差 分轉(zhuǎn)換電路U4的VCM端連接；工作狀態(tài)控制電路U6通過(guò)撥碼開關(guān)旁接四路排阻經(jīng)引腳5、 6、7、8分別連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的工作控制位引腳13、15、21、22 ;外部時(shí)鐘控制 電路U7中的時(shí)鐘振蕩器X0SM-573引腳3連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8引腳56。
[0019] 前端放大電路U1的核心元件是LF357運(yùn)算放大器，模擬信號(hào)輸入通過(guò)電容連接到 LF357運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳；一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在LF357運(yùn)算放大器的2號(hào) 引腳端點(diǎn)和6號(hào)輸出引腳端點(diǎn)處，LF357運(yùn)算放大器6號(hào)輸出引腳接電容并且連接到下一 個(gè)電路模塊的輸入端即串聯(lián)到線性放大電路U2的輸入端。
[0020] 線性放大電路U2中，從上一級(jí)電路前端放大電路U1輸出的信號(hào)通過(guò)電阻接到 NE5534運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳，一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在NE5534運(yùn)算放大器的 2號(hào)引腳和6號(hào)引腳之間；兩個(gè)電容并聯(lián)后接在NE5534運(yùn)算放大器的正負(fù)電源端引腳上， NE5534運(yùn)算放大器的6號(hào)輸出引腳接電容連接到下一級(jí)電路的輸入端。
[0021] 電壓基準(zhǔn)電路U5中，輸入電壓經(jīng)過(guò)四個(gè)容值不同的電容組成的濾波電路，接到 RER)28U基準(zhǔn)芯片的2號(hào)引腳，經(jīng)引腳6輸出再經(jīng)并聯(lián)電容濾波后，分四路輸出；其中兩路 通過(guò)兩個(gè)0PA2822U運(yùn)算放大器U9、U10進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成電壓基準(zhǔn)信號(hào)，這兩路連接如下：一 路信號(hào)通過(guò)電位器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳5，0PA2822U運(yùn)算放大器U9的二 級(jí)輸出引腳7號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基準(zhǔn)電壓負(fù)級(jí)引腳60、61 ;-路信號(hào)通過(guò) 電位器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳3，0PA2822U運(yùn)算放大器U10的一級(jí)輸出引 腳1號(hào)連接到U8的基準(zhǔn)電壓正級(jí)引腳63、64 ;另兩路連接如下：一路信號(hào)連接到0PA2822U 運(yùn)算放大器U9的引腳3,經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U9的一級(jí)輸出引腳1連接到U8的電壓 中值引腳62,同時(shí)從引腳1輸出的信號(hào)分兩路連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳6和 0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳2 ;另一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳5， 經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U10的二級(jí)輸出引腳7與差分轉(zhuǎn)換電路U4的VCM端連接。
[0022] 結(jié)合附圖再作進(jìn)一步說(shuō)明： 圖1中，輸入電荷信號(hào)經(jīng)前端放大電路U1 -級(jí)放大，經(jīng)過(guò)一級(jí)放大后的信號(hào)輸入再 經(jīng)線性放大電路U2主放大后，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后的信號(hào)由外部噪聲、系統(tǒng)噪聲和有用信號(hào)疊 加組成的，通過(guò)濾波形成電路U3對(duì)信號(hào)進(jìn)行消噪處理，將處理后的信號(hào)輸入到差分輸入 電路U4形成差模信號(hào)，通過(guò)濾波電路連接到16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1605U8 ;電壓基準(zhǔn)電路 U5中，輸入電壓經(jīng)精密基準(zhǔn)電壓源芯片后再通過(guò)差分轉(zhuǎn)換輸出基準(zhǔn)電壓，連接到U8,這樣 ADS1605將差分轉(zhuǎn)換后的輸入信號(hào)和差分轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)電壓作比較來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化；同時(shí) 工作狀態(tài)控制電路U6中，通過(guò)外部電壓輸入，經(jīng)過(guò)撥碼開關(guān)連接到U8的工作控制位，控制 U8工作狀態(tài)；最后外部時(shí)鐘控制電路U7中，通過(guò)外接時(shí)鐘振蕩器連接到U8給ADS1605提 供穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)控制△Σ調(diào)制器的數(shù)據(jù)采樣。
[0023] 前端調(diào)理電路如圖2所示。前端放大電路部分的核心元件是一個(gè)LF357運(yùn)算放 大器，模擬信號(hào)輸入通過(guò)電容連接到U9的2號(hào)引腳。一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在 LF357運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳端點(diǎn)和6號(hào)輸出引腳端點(diǎn)處，LF357運(yùn)算放大器輸出6號(hào)引腳 接電容起過(guò)壓保護(hù)作用連入到下一個(gè)電路模塊的輸入端即線性放大電路的輸入端。線性放 大電路中，從上一級(jí)電路前端放大電路輸出的信號(hào)通過(guò)電阻接到NE5534運(yùn)算放大器的2號(hào) 引腳，電容C4和電阻R3并聯(lián)后跨接在NE5534運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳和6號(hào)引腳之間。兩 個(gè)電容并聯(lián)后接在NE5534運(yùn)算放大器的正負(fù)電源端引腳，起到給信號(hào)濾波的作用，NE5534 運(yùn)算放大器的6號(hào)輸出引腳接電容起過(guò)壓保護(hù)作用連到下一級(jí)電路的輸入端。
[0024] 控制電路如圖3所示。電壓基準(zhǔn)電路U5中，輸入電壓經(jīng)過(guò)四個(gè)容值不同的電容組 成的濾波電路，接到REH)28U基準(zhǔn)芯片U11的2號(hào)引腳，經(jīng)引腳6輸出的穩(wěn)定電壓經(jīng)并聯(lián)電 容濾波后，分四路輸出。其中兩路通過(guò)兩個(gè)0PA2822U運(yùn)算放大器U9、U10進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成 電壓基準(zhǔn)信號(hào)，這兩路連接如下：一路信號(hào)通過(guò)電位器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的 引腳5，0PA2822U運(yùn)算放大器U9的二級(jí)輸出引腳7號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基 準(zhǔn)電壓負(fù)級(jí)引腳60、61 ;-路信號(hào)通過(guò)電位器連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳3， 0PA2822U運(yùn)算放大器U10的一級(jí)輸出引腳1號(hào)連接到U8的基準(zhǔn)電壓正級(jí)引腳63、64。另 兩路連接如下：一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳3，經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大 器U9的一級(jí)輸出引腳1連接到U8的電壓中值引腳62,同時(shí)從引腳1輸出的信號(hào)分兩路連 接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳6和0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳2 ;另一路信號(hào) 連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳5,經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U10的二級(jí)輸出引腳7 提供給差分轉(zhuǎn)換電路的VCM作數(shù)據(jù)量化比較。工作狀態(tài)控制電路U6中，通過(guò)撥碼開關(guān)旁接 四路排阻連接到U8的工作控制位引腳13、15、21、22。外部時(shí)鐘控制電路U7中，時(shí)鐘振蕩器 X0SM-573引腳3連接到U8引腳56。
[0025] 本方案采用了 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U8,它是16位，雙極性差分輸入通道，最快采 集速率達(dá)到5MSPS，低噪聲，低偏置，低溫漂，低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于多道能譜分析儀模數(shù) 轉(zhuǎn)換非常理想。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于ADS1605的多道能譜分析儀，它包括兩部分，前端調(diào)理電路和控制電路，其 特征在于： 前端調(diào)理電路包括前端放大電路U1、線性放大電路U2、濾波成形電路U3和差分轉(zhuǎn)換電 路U4 ; 控制電路包括電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7 ; 差分轉(zhuǎn)換電路U4、電壓基準(zhǔn)電路U5、工作狀態(tài)控制電路U6和時(shí)鐘控制電路U7與 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8連接； 輸入電荷信號(hào)經(jīng)前端放大電路U1 -級(jí)放大，再經(jīng)線性放大電路U2主放大后，通過(guò)U3 濾波，經(jīng)U4轉(zhuǎn)換形成差分輸入信號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳4、5上；電壓 基準(zhǔn)電路U5中輸入電壓經(jīng)精密基準(zhǔn)電壓源芯片后，再通過(guò)差分轉(zhuǎn)換輸出基準(zhǔn)電壓連接到 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳60、61、62、63、64, ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8將差分轉(zhuǎn)換后的 輸入信號(hào)和差分轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)電壓作比較來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化；工作狀態(tài)控制電路U6中外部 電壓輸入經(jīng)過(guò)撥碼開關(guān)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的工作控制位引腳13、15、21、22,控 制ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8工作狀態(tài)；最后時(shí)鐘控制電路U7中，通過(guò)外接時(shí)鐘振蕩器連接到 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的引腳56,給ADS1605提供穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)控制Λ Σ調(diào)制器的數(shù)據(jù) 采樣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的基于ADS1605的多道能譜分析儀，其特征在于：模擬輸入 信號(hào)接入電路后，經(jīng)過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立放大電路，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的一級(jí)放大和二級(jí)放大后連接 到濾波成形電路，由差分轉(zhuǎn)換電路輸出，通過(guò)外部時(shí)鐘輸入電路輸入時(shí)鐘信號(hào)和工作控制 電路硬件控制ADS1605片選位和讀寫位高、低電平，且采用差分的輸入方式，實(shí)現(xiàn)了 16位 5ΜΗΖ高速度高精度信號(hào)的并行采集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的基于ADS1605的多道能譜分析儀，其特征在于：前端 放大電路U1的核心元件是LF357運(yùn)算放大器U11，模擬信號(hào)輸入通過(guò)電容連接到LF357運(yùn) 算放大器的2號(hào)引腳；一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在LF357運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳端 點(diǎn)和6號(hào)輸出引腳端點(diǎn)處，經(jīng)6號(hào)輸出，連接線性放大電路U2的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的基于ADS1605的多道能譜分析儀，其特征在于：線性 放大電路U2中，從上一級(jí)電路前端放大電路U1輸出的信號(hào)通過(guò)電阻接到ΝΕ5534運(yùn)算放大 器U12的2號(hào)引腳，一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)后跨接在ΝΕ5534運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳和6 號(hào)引腳之間；兩個(gè)電容并聯(lián)后接在ΝΕ5534運(yùn)算放大器的正負(fù)電源端引腳上，由ΝΕ5534運(yùn) 算放大器的6號(hào)輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的基于ADS1605的多道能譜分析儀，其特征在于：電壓基 準(zhǔn)電路U5中，輸入電壓經(jīng)過(guò)四個(gè)容值不同的電容組成的濾波電路，接到RER)28U基準(zhǔn)芯片 的2號(hào)引腳，由引腳6輸出的信號(hào)經(jīng)濾波后，分四路輸出：其中兩路通過(guò)兩個(gè)0PA2822U運(yùn)算 放大器U9、U10進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成電壓基準(zhǔn)信號(hào)，這兩路連接如下：一路信號(hào)通過(guò)電位器連接 到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳5,0PA2822U運(yùn)算放大器U9的二級(jí)輸出引腳7號(hào)連接到 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基準(zhǔn)電壓負(fù)級(jí)引腳60、61 ;-路信號(hào)通過(guò)電位器連接到0PA2822U 運(yùn)算放大器U10的引腳3, U10的一級(jí)輸出引腳1號(hào)連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的基準(zhǔn) 電壓正級(jí)引腳63、64 ;另兩路連接如下：一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳 3，經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U9的一級(jí)輸出引腳1連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的電壓 中值引腳62,同時(shí)從引腳1輸出的信號(hào)分兩路連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U9的引腳6和 0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳2 ;另一路信號(hào)連接到0PA2822U運(yùn)算放大器U10的引腳5， 經(jīng)0PA2822U運(yùn)算放大器U10的二級(jí)輸出引腳7提供給差分轉(zhuǎn)換電路的VCM作數(shù)據(jù)量化比 較。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的基于ADS1605的多道能譜分析儀，其特征在于：工 作狀態(tài)控制電路U6中，通過(guò)撥碼開關(guān)旁接四路排阻連接到ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8的工作 控制位引腳13、15、21、22 ;外部時(shí)鐘控制電路U7中，時(shí)鐘振蕩器X0SM-573引腳3連接到 ADS1605模數(shù)轉(zhuǎn)換器U8引腳56。
【文檔編號(hào)】G01T1/36GK104155679SQ201410429986
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】徐哈寧, 陳凱, 程琳, 黃昊, 韓成磊, 葉翔, 任強(qiáng) 申請(qǐng)人:東華理工大學(xué)