[发明专利]基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统及方法

权利要求书

1.基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，其特征在于，包括上位机、ZYNQ SoC处理器、DDR3、EMMC、供电单元、核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道，所述上位机与ZYNQ SoC处理器连接，所述DDR3和EMMC分别与ZYNQ SoC处理器连接，所述ZYNQ SoC处理器分别与核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道连接，所述核脉冲信号输出主通道与谱仪的主通道连接，所述核脉冲信号输出符合通道与谱仪的符合通道连接；

所述核脉冲信号输出主通道包括数模转换芯片DAC、差分转单端单元、LED、滤光片、PMT、前置放大器、待测谱仪系统；所述数模转换芯片DAC与ZYNQ SoC处理器的FPGA单元连接，所述差分转单端单元的输入与DAC的输出引脚连接，所述差分转单端单元的输出与LED连接，所述滤光片贴在PMT与LED之间，所述PMT的输出端与前置放大器连接，所述前置放大器与待测谱仪系统的主通道相连；

所述核脉冲信号输出符合通道包括数模转换芯片DAC、差分转单端单元、LED、滤光片、PMT、前置放大器、待测谱仪系统；所述数模转换芯片DAC与ZYNQ SoC处理器的FPGA单元连接，所述差分转单端单元的输入与DAC的输出引脚连接，所述差分转单端单元的输出与LED连接，所述滤光片贴在PMT与LED之间，所述PMT的输出端与前置放大器连接，所述前置放大器与待测谱仪系统的康普顿散射反符合测量通道相连。

2.根据权利要求1所述的基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，其特征在于，所述上位机与ZYNQ SoC处理器通过网口连接。

3.根据权利要求1所述的基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，其特征在于，所述ZYNQ SoC处理器包括ARM单元和FPGA单元，所述ARM单元通过AXI总线与FPGA单元连接，所述EMMC与ZYNQ SoC处理器的ARM单元通过通用IO口连接。

4.根据权利要求1所述的基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，其特征在于，所述供电单元分别与上位机、ZYNQ SoC处理器、DDR3、EMMC、核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道连接。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统的测试标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）上位机根据用户选择的功能，用大量的实测数据和蒙特卡洛模拟获取到关于主通道需要输出的能谱曲线1和符合通道需要输出的能谱曲线2；

（2）若ZYNQ SoC处理器获取能谱曲线1，将能谱曲线1反演为一系列核脉冲信号，或者根据用户选择的不同功能，直接输出包含一种或多种上升时间、下降时间的核脉冲信号，并且将核脉冲信号根据不同功能做相应处理后，在主通道以随机或者固定时间间隔进行输出；

（3）ZYNQ SoC处理器根据用户设置的功能和参数计算出符合通道输出的核脉冲信号与主通道的核脉冲信号的相关性；

（4）ZYNQ SoC处理器获取能谱曲线2，将能谱曲线2反演为一系列核脉冲信号，根据主通道核脉冲信号与符合通道的核脉冲信号相关性，在符合通道进行输出核脉冲信号；

（5）将各通道输出的核脉冲信号被待测谱仪采集之后，将采集到的信息与根据用户设置的参数生成的数据进行对比，从而测试和标定能谱仪的多项参数。

6.根据权利要求5所述的测试标定方法，其特征在于，所述主通道和符合通道输出核脉冲信号的方法为：DAC将数字信号转换为模拟核脉冲信号，差分转单端将差分信号转化为单端核脉冲信号，LED将核脉冲电流信号转化为光信号，PMT将光信号转化为电信号，前置放大器将PMT阳极信号进行调理输出，待测谱仪系统将两个通道的核脉冲信号接收后，与根据用户设置的参数生成的数据进行对比，从而测试和标定能谱仪的多项参数。