多通道脈衝信號分析儀 是一種用於測量如核物理信號分析中的粒子的能量、粒子的質量，電子信號分析中的噪聲等某類參數分布的儀器。廣泛套用於核探測信號分析、電子信號分析、感測器信號分析等領域。由於數位化多道分析器的套用範圍很廣，覆蓋了許多行業。
基本介紹
- 中文名：多通道脈衝分析儀
- 用途：測量如核物理信號分析中的粒子的能量、粒子的質量，電子信號分析中的噪聲等某類參數分布
- 套用領域：核探測信號分析、電子信號分析、感測器信號分析
在核電子儀器中，多通道脈衝分析儀（簡稱多道分析儀，英文縮寫為MCA）算是一種比較複雜的儀器了，其電子元件數量不少於小型電子計算機，其邏輯設計必須適應獲取隨機信息的特點。隨著能譜測量分析的廣泛套用，以及電子學計算機技術進步，能譜測量儀器分析用的多道分析器已成為現代常規能譜分析儀器的主流產品，所以多通道脈衝分析儀的數位化便成了核儀器發展中的必然趨勢。
放射性探測器在探測放射性粒子時，產生電離信號，該信號可以攜帶著粒子的各種特徵信息，如能量信息、時間信息、位置信息等等，這些信息是通過電子學系統和軟體處理進行分析和分類提取的。通常配置適用的核電子學儀器和系統需要使用人員了解所測量粒子的性質，選擇適當的探測器、電子學儀器和軟體分析方法。
一、多通道脈衝分析儀的原理
多通道脈衝分析儀（簡稱多道分析儀，英文縮寫為MCA）是一種獨特的測試儀器。其相當於多個單道分析器，它把分析器的範圍伏或10伏）（5按不同的測量需要平均分成512道、1024道、2048道等。各道能同時測量，可測出介於各窄小道寬內的脈衝強度，既可在螢幕上同時顯示各道的計數，也可由印表機列印出來，因此能便捷地測量能譜。多通道脈衝分析儀（MCA）套用領域之廣，包括電子信號分析，脈衝信號分析，核物理信號分析以及光譜分析，各種感測器的校正，配接成各種使用型分析儀器，而且是用於脈衝計數分析的關鍵測試儀器之一。
其主要工作原理是：輸入信號經ADC,DSP處理後，由RS232,USB通訊接口與計算機在線上，由計算機進行數據分析處理（運算，分析，顯示，儲存，列印，控
制等）。用於檢測幅度分類中採集，存儲和處理信息的各種設備。具有如下功能：
－接收感測器或信號源的信號；
－脈衝高度信號的AD轉換；
－按照設定條件對脈衝高度的數據進行分類；
－存儲數據，並按按照預定的算法處理數據；
－數據的輸入和輸出（如顯示，列印，繪圖，存儲等）。
二、多通道脈衝分析儀的發展
最早的多通道脈衝分析儀是用機械原理構成的，以後又出現了一些由電子線路組成的多通道脈衝分析儀，直至1950年首次以模-數變換器構成多通道脈衝分析儀之後，多通道脈衝分析儀才迅速發展起來，並成為核實驗技術中必不可少的設備。現代的多通道脈衝分析儀除了以單參量脈衝幅度分析方式獲取脈衝幅度譜之外，一般還具有以其他多種方式獲取實驗數據的功能，如雙參量脈衝幅度分析、慢變化電壓的幅度分析式採樣測量、慢變化電壓的波形記錄式採樣測量、多定標器式數據獲取、時間譜的測量等等。這樣，多道分析器就不僅用於核能譜的測量；在穆斯堡爾譜（見穆斯堡爾譜學）的測量、核反應堆的動態特性測量、生物電信號的分析等方面都有廣泛的套用。
多通道脈衝分析儀一般由模-數變換器、數據存儲器、顯示器、控制器等幾部分構成。獲取的譜數據可以在顯示器上以數碼或譜曲線的形式顯示出來，也可以由快速印表機或描跡儀輸出。帶有微處理機的多道分析器可以對獲取的原始數據進行處理，輸出實驗的最終結果。多通道脈衝分析儀的技術指標有:道數、道寬、道寬的誤差、道寬的穩定度、分析零點的誤差、分析零點的穩定性、微分直線性、積分直線性、死時間和可測的最大脈衝計數率等等。
三、數位化多通道脈衝分析儀
多通道脈衝分析儀可以分為模擬和數字兩類，模擬多道譜儀中的放大成形、採用保持、模數變換、基線恢復等等模擬電子線路的功能，在數位訊號處理技術(DSP)多道分析器中均為數位訊號處理所實現，從而導致在性能上，DSP多通道脈衝分析儀有很大的進步，如：
具有極佳的計數率和解析度性能，在高計數率時，能量解析度依然很穩定
具有極高的計數通過率（throughput），在測量中，也就是極大提高系統測量效率100kcps是不難實現的
具有更寬的動態測量範圍，不必對不同計數率測量更換或調整測量儀器
具有自動彈道虧損校正功能，而不增加信號處理時間或死時間
具有極佳的溫度穩定性，溫度影響比模擬系統改善50%
集成一體化設計使安裝極為方便快捷
計算機可100%的控制DSP多道分析器，進一步地改善系統安全性、數據
四 常用多通道分析儀的主要參數介紹
可變通道數提高到16k；
回響速度快；
串口和USB通訊接口可選擇
實時的數據採集；
可觀看波形；
無需電源(USB供電)；
袖珍，輕便，易操作；
技術參數
接口：串口，USB1.1USB2.0；
計數通道可選:1K、2K、4K、8K、16K；
噪聲峰峰值幅度：<1mV；
信號輸入方式：BNC輸入；
信號輸入範圍：幅度0～±5V或0～±10V；
輸入阻抗：10kΩ；輸入電容：<5pF
採樣頻率：>2.5MHz；
輸入脈衝寬度：<1μs；
系統精度：≤1%；
採樣位數：16位；
測量精度：≤1mV；
輸入信號頻寬：
最小脈衝上升時間為<400ns；
ADC轉換時間<400ns（16Bit）；
道寬：0～±5V：0.3mV0～±10V：0.6mV；
微分非線性：<±0.8%(99%量程)；
積分非線性：<±0.1%(99%量程)；
零點漂移:72小時零點漂移小於1道；
零點溫度係數：<0.2道/℃；
單通道最大計數4.29×109（4位元組）；
脈衝峰檢測方式：
閾後第一峰：適用於頻譜分析（如：核物理）；
閾後絕對峰：典型適用於脈衝計數分布分析；
軟體支持MCA(2000/2003/XP/WIN7)；
外形尺寸：90×86×32（mm）；淨重<400g；
工作環境溫度－10～70℃濕度≤90%；
存儲環境溫度－40～80℃濕度≤90%
本技術參數完全符合《GB/T4833–2008》，《IEC 61455:1995》
五、在生產與生活中的套用
由於數位化多道分析器的套用範圍很廣，覆蓋了許多行業。其產品可以套用於輻射安全（權威機構、海關口岸、武器查驗、運輸監測、突發事件、消防部門）、醫學（狀腺腫、水質/空氣監測、廢物監測、健康檢查、污染監測、個人計數器）、核電站（環境監測、核泄漏檢測、核廢物監控、碘/氣溶膠定量）和工業（密度測量、質量控制、食品監測、廢金屬分析）等各行業多種不同用途的檢測分析。
在那么多用途和利益的驅使下，各種各樣的能譜分析儀生產公司則不斷地進行創新，為的使他們的產品能夠立於不敗之地。有了這些越來越先進的多道分析器，我們則可以在生產生活中充分合理地運用起來，為我們實驗教學和野外探測等各個方面提供更為精確有效的數據！
