Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์วิลคินสันแบบอาร์เรย์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of a wilkinson pulse height array ADC

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

เดโช ทองอร่าม

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

นิวเคลียร์เทคโนโลยี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.1257

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์ชนิดวิลคินสัน ขนาด 4096 ช่องวิเคราะห์ ที่มีฐานความถี่ 100 MHz ให้สามารถรับอัตราวิเคราะห์พัลส์ (Throughput count rate) ได้สูงขึ้น โดยออกแบบให้ระบบทำงานแบบอาร์เรย์ 4 ชุด แต่ละชุดทำงานอิสระในลักษณะขนานกันเพื่อที่จะรับสัญญาณพัลส์ได้อย่างต่อเนื่อง มีผลใน้เวลาที่สูญเสียไปในการแปลงผันสัญญาณ (dead time) ลดลงมาก ซึ่งเวลาที่สูญเสียไปจะเกิดขึ้นเมื่อชุดแปลงผันสัญญาณทั้งหมดไม่มีช่วงเวลาว่างรับพัลส์ อุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์ชนิดวิลคินสันแบบอาร์เรย์ที่พัฒนาขึ้นได้จัดช่องสัญญาณข้อมูลใน้สามารถเชื่อมโยงการทำงานกับระบบวิเคราะห์แบบหลายช่องของ CANBERRA รุ่น S-100. ผลการทดสอบสมรรถนะของอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์ชนิดวิลคินสันแบบอาร์เรย์ 4 ชุด ซึ่งทำงานบนระบบวิเคราะห์แบบหลายช่อง รุ่น S-100 โดยวิเคราะห์สเปกตรัมของรังสีแกมมาจาก Cs-137 ด้วยพัววัดโซเดียมไอโอไดด์ (ทัลเสียม) ขนาด 2 นิ้ว X 2 นิ้ว ผ่านอุปกรณ์ขยายสัญญาณพัลส์ CANBERRA รุ่น 2021 ปรับอัตราขยายพัลส์ของพีคพลังงานที่วิเคราะห์ให้อยู่ที่ช่องวิเคราะห์ 2048 เปรียบเทียบการทำงานกับอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์ชนิดวิลคินสันปกติที่มีฐานความถี่ 450 MHz พบว่าอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้น สามารถรับอัตราวิเคราะห์พัลส์สูงสุดที่ 77 kcps ซึ่งสูงกว่าอุปกรณ์ที่นำมาเปรียบเทียบ 41.5 % โดยความสามารถในการแจกแจงพลังงานที่วิเคราะห์ได้ไม่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังพบว่าการเพิ่มจำนวนชุด ADC ให้ทำงาน ผลของอัตราวิเคราะห์พัลส์จะเพิ่มขึ้นไม่เป็นสัดส่วนกับการเพิ่มจำนวนชุดของ ADC และเมื่อจัดอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณแบบอาร์เรย์ที่ทำงานด้วยฐานความถี่ 100 MHz ให้ทำงานเพียง 2 ชุด จะสามารถรับอัตราวิเคราะห์พัลส์ ได้ทัดเทียมกับอุปกรณ์แปลงผันสัญญาณพัลส์ชนิดวิลคินสันปกติที่ใช้ฐานความถี่ 450 MHz

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This thesis is intended to develop a Wilkinson array pulse height analogy to digital converter with 100 MHz clock frequency and 4096 channel capacities. The technique provides each ADC individually operated in parallel functions that can enhance the throughput count rate capability. The system can successively analyse incoming pulse continuously and extremely reduce the system dead time. The dead time can be detected when all sets of ADC are activated. The developed Wilkinson array ADC provides the interfacing system fitting to the CANBERRA S-100 MCA. The throughput performance test is arranged in order to compare the developed ADC with 450 MHz Wilkinson ADC. By operating these ADC on S-100 MCA equipped with CANBERRA 2021 spectroscopy amplifier and 2inch X 2 inch Nal(Tl), the Cs-137 spectrum setting the amplifier gain at peak centroid half side memory (channel number 2048). The results show the maximum throughput rate at 77 kcps, 41.2 % over the 450 MHz ADC without any degradation of system resolution. Besides, the testing results reveal that the throughput rate increasing is not directly proportional with the number of ADC sets. Only 2 sets of 100 MHz array ADC activated the throughput rate can be compatible to the operation of 450 MHz Wilkinson ADC.

Link to Full Text

Share

COinS