طراحی و ساخت تحلیل‌گر بس‌کاناله با قابلیت ارتباط با رایانه از طریق درگاه همه‌گذر (USB)

Abstract

یک تحلیل‌­گر بس‌­کاناله برای جمع‌­آوری و نمایش ارتفاع تپ خروجی تقویت­‌کننده با امکان ارسال داده­‌ها از طریق درگاه همه‌­گذر به رایانه طراحی و ساخته شد. تراشه­‌ی مبدل قیاسی به رقمی از نوع خطی با حداکثر قدرت تبدیل 20 میلیون علامت بر ثانیه به همراه یک آرایه­‌ی درگاه برنامه­‌پذیر میدانی (FPGA) در بسامد MHz12 برای جداسازی تپ خروجی تقویت­‌کننده مورد استفاده قرار گرفت. آرایه‌­ی درگاه برنامه‌­پذیر میدانی علاوه بر کنترل تحلیل‌­گر، ارسال داده­‌های خروجی به درگاه همه‌­گذر را نیز انجام می‌­دهد. جمع‌­آوری و ارسال داده­‌ها به رایانه از طریق درگاه همه‌­گذر با سرعت انتقال 921600 بیت بر ثانیه انجام می‌­شود. کوچک‌­تر شدن اندازه­‌ی سیستم و کاهش هزینه­‌ی ساخت آن، به عنوان نتیجه‌­ای از تابع منطقی اجرا شده در آرایه­‌ی درگاه برنامه­‌پذیر میدانی با موفقیت انجام شد. برنامه‌­ای در محیط نرم‌­افزار Lab-View تهیه شد که ذخیره­‌سازی، تحلیل و نمایش داده­‌ها را به صورت طیف انرژی در 4096 کانال در رایانه نمایش می‌­دهد. عملکرد کل سیستم با آشکارساز یدور سدیم ("3×"3) جفت شده به لوله­‌ی تکثیر کننده­‌ی فوتونی (PMT)، با چشمه­‌های استاندارد Cs¹³⁷ و Co⁶⁰ مورد آزمایش قرار گرفت. قدرت تفکیک انرژی برای چشمه­‌ی Cs¹³⁷ در انرژی keV662 کم­تر از %7.6 و انتگرال غیرخطی ±0.45% محاسبه شد. در آزمایشی مشابه برای چشمه‌ی Co-60 قدرت تفکیک در انرژی 1.17MeV ، 6.64% و در 1.32MeV ، 6.16% به دست آمد.