USB便携式多道γ能谱仪的设计与实现

USB便携式多道γ能谱仪的设计与实现

摘要：讨论了串行总线（USB）技术应用于便 携式多道γ能谱仪的可行性，并详细介绍了 系统的硬件、固件、设备驱动程序以及应用程序的设计方法，最后给出了其性能测试结果。

    关键词：USB γ能谱数据采集 WDM

野外地面γ能谱测量技术主要研究地壳岩石土壤中产生的能量范围约为30keV～3000keV的γ射线，这里面包含着轴、钾等天然放射性核元素信息、核工程活动产生的大量人工放射性核元素信息以及γ射线与地壳相互作用产生的相关信息。而用于获取和处理γ能谱数据的多道γ能谱仪是重要的研究课题，其功能是把从γ射线探测器得到的脉冲信号转换为X-Y轴的能谱形式并显示出来（X轴代表能量，Y轴代表脉冲计数）。

    传统的多道γ能谱仪一般采用NIM（Nuclear Instrument Module）插件的标准模式。但其存在体积庞大、抗干扰能力差等缺点，不适合于野外现场测量。为适应多道γ能谱仪智能化、微机化、便携化的实际需要，本设计采用笔记本电脑作为γ能谱仪的上位机。常用接口方式主要有RS-232C串口、红外线端口、EPP并口、USB、1394、Ethernet等。这几种接口方式的特点比较如表1所示。

表1 接口方式特点比较

方式长度（m）速度（b/s）主要优点主要缺点串口1520k应用广泛，研发简单速度慢，逐渐被淘汰并口108M速度较快，研发简单逐渐被淘汰红外线2115k无线传输距离短，可靠性差，耗电大USB1.1512M传输稳定，速度快，使用方便，具有弹性，代表接口发展方向协议复杂，研发难度较大13941.5400M传输速度快，具有弹性特定用途（视频），研发难度大Ethernet50010M传输可靠，使用方便 ，资源共享特定用途（LAN），研发难度大

经过比较轮证发现，USB作为近年出现的一种代表微机接口发展方向的新型总线规范，其便捷易用、速度快、可靠

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