Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาวงจรแปลงความสูงสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์ เป็นสัญญาณเชิงตัวเลขแบบค่าเวลาแปลงผันสัญญาณคงที่

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of constant conversion time nuclear pulse height A/D converters

Year (A.D.)

1996

Document Type

Thesis

First Advisor

สุวิทย์ ปุณณชัยยะ

Second Advisor

วิรุฬห์ มังคละวิรัช

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

นิวเคลียร์เทคโนโลยี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1996.1620

Abstract

ระบบแปลงความสูงสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์เป็นสัญญาณเชิงตัวเลขแบบวิลคินสันในเครื่องวิเคราะห์แบบหลายช่อง มีการสูญเสียคาบเวลาแปลงผันสัญญาณตามขนาดความสูงของพัลส์หรือระดับพลังงานทำให้มีผลต่อการสูญเสียปริมาณนับรังสีระหว่างการวิเคราะห์พลังงาน จึงได้ศึกษาเทคนิคในการแปลงความสูงของพัลส์ในเครื่องระบบใหม่ที่สามารถรับอัตราการนับรังสีได้สูง พบว่าการใช้เทคนิคการแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นสัญญาณเชิงตัวเลขแบบซัคเซสซีฟแอพพรอกซิเมชันและแบบแฟลชมาประยุกต์ใช้ในกระบวนการแปลงความสูงของสัญญาณพัลส์แบบค่าเวลาแปลงผันสัญญาณคงที่ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้พัฒนาแผ่นวงจรแปลงความสูงสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์ขนาด 10 บิต ขึ้น 2 แบบ โดยใช้ไอซีเบอร์ PM 7572 ชนิดซัคเซสซีฟแอพพรอกซิเมชัน ซึ่งมีคาบเวลาแปลงผัน 5 ไมโครวินาที และไอซีเบอร์ MP 7685 ชนิดแฟลช ให้ทำงานร่วมกับวงจรจัดการสัญญาณส่วนหน้าและวงจรควบคุมสัญญาณลอจิก เพื่อเปรียบเทียบสมรรถนะการแปลงความสูงของสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์กับแผ่นวงจรแปลงความสูงของสัญญาณพัลส์แบบวิลคินสัน ซึ่งใช้ฐานความถี่เวลา 50 เมกกะเฮิรตซ์ ของเครื่องวิเคราะห์แบบหลายช่องที่ผลิตโดยบริษัท Tracor Northern รุ่น 1760 โดยใช้สัญญาณควบคุมจากฐานวงจรเดียวกัน ผลการทดสอบความสามารถในการแปลงความสูงของสัญญาณพัลส์ของแผ่นวงจรซัคเซสซีฟแอพพรอกซิเมชัน เปรียบเทียบกับแบบวิลคินสันเดิมพบว่า ความไม่เป็นเชิงเส้นแบบอินติกรัลมีค่าร้อยละ 1.722 และ 0.397 ตามลำดับ และการตอบสนองอัตรานับรังสีของแผ่นวงจรแปลงสัญญาณพัลส์แบบซัคเซสซีฟแอพพรอกซิเมชัน มีความเป็นเชิงเส้นจนถึงอัตรานับ 60 kcps ไม่ขึ้นกับความสูงของพัลส์ ส่วนผลการพัฒนาแผ่นวงจรแปลงผันสัญญาณพัลส์แบบแฟลชนั้น ตัวไอซีเบอร์ MP 7685 ใช้กระแสไฟฟ้าสูงมากและต้องการสัญญาณขับด้านทางเข้าสูง ต้องการวงจรที่ซับซ้อนเพิ่มขึ้น และมีราคาแพงมาก จึงไม่เหมาะกับแนวทางในการพัฒนาอุปกรณ์วัดแบบประหยัด

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

It has long been recognized that there is a loss in time conversion when Wilkinson's analog to digital converter (ADC) is used in converting nuclear pulse height analog to digital signal (ADC) in a multi-channel analyzer (MCA). This results in loss of counts during radiation measurement. Hence, there is a need to find an alternative technique for constant time conversion ADC especially in the case of high counting rate. It was suggested that the successive approximation and flash type ADC may be applied to use in MCA with constant time conversion. This research has thus developed two 10-bit nuclear pulse height ADCs using a successive approximation IC (PM-7572) with conversion time of 5 ms and a flash type IC (MP-7685) to work with input signal processor and logic control circuits. Both ADCs performances were benchmarked against the Wilkinson's ADC with 50 MHz frequency of a MCA (Tracor Northern 1706) using an identical control signal circuit. Performance tests revealed that the non-linearity of the successive approximation and the Wilkinson ADCs was found to be 1.722% and 0.397%, respectively. The response to radiation counting of the successive approximation ADC displays linearity up to 60 kcps independent of the pulse height. The flash type ADC, however, was found to consume too much current and high input signal requiring very complicated and expensive circuits; thus making it uneconomically viable.

Link to Full Text

Share

COinS