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 14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
4
 
7
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
smith
8个月27天前 IP:广东
924875
图里面的MCA这个组件是自己实现的还是gnuradio里面自带的
引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
巨大橘子
8个月26天前 IP:上海
924885

太强了,赞一个。

话说这个分辨率不好,很可能是光电倍增管的问题,或者光电倍增管占了很大比例,GDB235总体来说比较差,一般只用做计数;现在GDB44F入手成本很低,这个一般可以支持碘化钠闪烁体的分辨率,滨松的双碱级管还能再好一点,就是价格要贵。

我曾经碰到过同种类能谱用管子里的次品把分辨率8%的碘化钠干到15%以上…GDB235这种应该更加严重了,楼主要不要换个试试,也许能一步到位呢。

引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
5free
8个月26天前 IP:江苏
924886

这个也感觉很新颖

我手里也有个SDR RSP1 ,难道还可以跨学科发挥作用?

引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
风吹屁屁凉
7天7时前 IP:江西
932021

这个流程图没法运行是缺文件么

引用
评论(2)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}