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用RSP1-SDR做多道分析仪的实验
lzd19962023/08/29核技术与核仪器 IP:北京
中文摘要
用RSP1搭建多道分析仪,不用声卡或者其他特殊装置构建能谱分析仪

1. 背景

因为手里有一个NaI闪烁体+光电倍增管,就想着能不能想办法驱动起来。虽然买了KC761,但是闪烁体也不能让他吃灰吧,就想着趁假期玩一玩,也做一个能谱仪。之前论坛上的帖子,多是采用声卡+ThereminoMCA软件或者自制峰保持电路+自制上位机软件,但是前一种方案受声卡采样率和动态范围的限制,可能效果并不好,后一种方案还需要另外设计电路,犯懒了,也不想搞。

突然想到了数字MCA方案,好像只需要一个高速ADC采集装置,剩下的,交给软件就好了,emmmm,手边恰好有一个国产的RSP1棒子,就想着,能不能用这个试试,于是就有了这个帖子。


2. 硬件部分

采用GDB-235光电倍增管和某宝淘来的光电倍增管电源,按图1和图2所示电路图连接,实物连接如图3所示(光电倍增管输出端子P1直接通过50Ω同轴线和RSP1连接)。


倍增管.jpg

图1 光电倍增管电路


高压.jpg

图2 高压电源电路


RSP连接.jpg

图3 实物连接图


3. SDR软件部分

SDR软件部分用GNU Radio实现,流图如图4所示,具体代码见附件。这份流图可以直接输出interspec可以读取的能谱文件以及可以直接将脉冲信号输出到声音,可以通过虚拟声卡接入ThereminoMCA实时查看能谱状态。

这份流图的原理是,对RSP1采集的信号进行检波和低通滤波之后,直接统计峰值。


GNU_Radio流图.png

图4 GNU Radio流图

attachment icon sdr-mca_v3_rsp1.grc 14.95KB GRC 22次下载


4. 效果

对比了KC761和RSP1,效果如图5所示。该图中测试对象为5根钍钨WT2.0电极,图中兰线为KC761积分3个多小时输出,黑线为RSP1积分几十分钟的结果。图6为RSP1直接测量烟感Am241和放电管Cs137的效果(积分时间2分钟)。


Th232对比.png

图5 KC761和RSP1对比


CS+AM.png

图6 测量Am241和Cs137效果


5. 总结

从实验结果看,业余玩玩用RSP1等SDR接收设备配合软件手段,可以实现多道分析仪的效果,效果还能看得过去。毕竟RSP1的ADC有12位,用起来感觉还行。期间也尝试过RTL-SDR加上变频器的方案,但是发现也是可行的,但是这个方案毕竟还要多加一个上变频器,由于懒,也没采用。至于信号处理,由于SDR接收机不是专业的多道分析设备,采集到的脉冲可能会产生严重的问题,比如脉冲直接变成了一个宽的减幅振荡,影响效果,所以本帖子才先对原始信号进行了绝对值检波。

写这个贴子也希望抛砖引玉吧,希望大家也能找到更多用通用器件或者装置搭建能谱装置的方法,毕竟目的是为了玩而已,真要用业余还是KC761比较好用。

+1  科创币    smith    2023/08/29 有创新, 将SDR与能谱仪结合起来
来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器动手实践:实验报导
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