CPLD在工业CT数据采集控制系统前放电路中的应用-Read.PDF

　第 23 卷　第 4 期 核电子学与探测技术 . 23　 . 4　 V o l N o 　 2003 年　7 月 N uclear E lectron ics D etection T echno logy July　2003　　 CPLD 在工业CT 数据采集控制系统 前放电路中的应用 陈雪松, 丛　鹏, 袁亚玎 (清华大学核能技术设计研究院, 北京　100084) 　　摘要: 结合工业CT 的数据采集控制系统的前置放大器电路, 分析了利用CPLD 对电流积分型前放 芯片DDC 112 进行逻辑控制的方法。 关键词: CPLD ; V HDL ; 工业CT ; 数据采集; 前置放大器电路 中图分类号: 　 792　　文献标识码: 　 　　文章编号: (2003) TN A 系统也是一个需要克服的难题。 0　引言 前置放大电路主要功能是对探测器信号进 工业 CT 是工业无损检测的一种重要手 行放大和模数转换。本文设计的前放具有模块 段, 同时也可以应用于安全检测等领域。它采用 化的特点, 采用了 CPLD 实现数据采集的逻辑 计算机断层扫描成像的方法, 测量透过被检测 和时序控制, 使系统具有很大的可扩展性。每块 物后的射线强度, 通过一定的计算方法, 获得物 电路板对 8 路信号进行处理, 每 8 块电路板采 体的断层图像和物体空间密度的分布, 从而达 用级联方式连接成一组。而采集控制板则控制 到检测的目的。数据采集控制系统的功能就是 5 组电路板的采集和数据传输, 一共是 5 ×8 ×8 把工业CT 的探测器输出的电流信号转化为一 共 320 路。这样, 每 320 路构成一个采集模块, 定精度的数字信号, 并传送给后续的图像处理 采集模块获取的数据通过接口控制器传输给采 控制机构。 集控制计算机。并可根据系统的需要, 增加采集 和其他无损检测手段相比, 工业 CT 本身 模块, 直接连接到接口控制器上, 完成对系统的 所固有的一些特点对数据采集控制系统提出了 扩展。这就避免了重新设计系统硬件, 从而大大 很高的要求, 首先, 本文涉及的工业CT 的阵列 减少了设计工作量。 - 13 - 9 探测器输出电流在 10 ～ 10 A 量级, 而为了 1　前置放大电路 保证图像的分辨率, 需要将电流量化为 20b it 的数字信号, 其次, CT 的图像重建算法对数据 前置放大电路主要包括两大部分: 一是以 的信噪比提出了非常高的要求; 另外, 本文涉及 DDC 112 为核心, 完成信号的放大和模数转换 的工业CT 所针对的是大型检测对象, 记录的 功能; 二是以 EPM 7064S 为核心, 实现对 是对象密度的三维分布, 因而数据量非常大, 如 DDC 112 的逻辑和时序控制功能并完成与后续 何将这些数据及时地收集并传输到数据处理子 电路的通信。