使用OriginLab进行PMT能谱分析

PMT的能谱分析主要涉及两个方面，一方面是对ADC的采样值进行分析确认ADC采样正确。另一方面是对ADC的采样值进行积分，针对此积分值进行分析，即所谓的PMT能谱分析。能谱分析以及ADC采样处理分析必须使用工程SEP_ES_debug下的Virtual JTAG调试工具，因为这个测试复用了其他测试的ir_in端口，如果使用其它地方的工具有可能会导致参数无法设置。

首先介绍ADC的调试（ADC子板还要经过设计者的硬件等测试），对于SEP来说ADC的调试就是确认FPGA接收从ADC来的采样值是否正确。所以ADC采集PMT的信号并转换成数字信号送到FPGA，通过Virtual JTAG调试工具又从FPGA逻辑内读取ADC采样值进行离线分析。

读取ADC采样值时Virtual JTAG工具的使用方法介绍，对应的Quartus II工程名称是SEP_ES_debug，此时Virtual JTAG逻辑借用了TDC调试中用到的两个FIFO，即一个FIFO用于存储ADC采样值，另一个FIFO用于存储ADC采样值的积分值。所以在读取ADC采样值时，首先要往第一个FIFO里写入ADC采样值，使能信号通过按钮“FIFO Push CMD”发送，发送同时将滑动条设置为“1”（此时相当于给这个FIFO一个写使能信号），如果要停止写这个FIFO，那么就再次按这个按钮的同时将滑动条的设置为“0”（清除写使能）。读FIFO的时候点击按钮“Full Read FIFO”的同时在“Par1”输入窗口里设置读取的数目（注意此时Slider也需要同时设置为0）。（笔者注：Virtual JTAG调试平台参考其他文章）

在OriginPro里分析ADC采样值，新建一个WorkBook，将读取到的ADC采样值拷贝到book中（新建的book默认有两列，即A列和B列，必须先删除一列），选择整列数据后使用Plot下Line命令（如图1所示）重建信号，如图2所示。

图1：在OriginPro中分析ADC采样值

图2：重建后的ADC信号

注意图2重建后的ADC信号，是通过PMT脉冲产生的另外一个trigger信号触发FPGA逻辑锁存100个samples并存往FIFO。所以，在图2中看出的效果是各个脉冲之间间隔一致。

下面介绍PMT能谱测试，能谱测试的原始数据是ADC采样值的积分，存储在Virtual JTAG逻辑的第二个FIFO中。点击按钮“FIFO Push CMD”的同时将滑动条设置为“3”来使能逻辑向FIFO里写入积分值，如果要停止写这个FIFO，那么就再次按这个按钮的同时将滑动条的设置为“2”。读FIFO的时候点击按钮“Full Read FIFO”（注意此时Slider要设置为非0），这时不需要在“Par1”输入窗口里设置读取的数目，因为在Tcl代码里已经写死了，如果需要修改读取的数目，可以在tcl代码里直接修改。

在OriginPro里分析PMT能谱，新建一个WorkBook，将读取到的ADC积分值拷贝到book中，选择整列数据并且右击鼠标，对数据进行“Frequency Count…”分析，如图3所示。结果会在本Book中得到另外一页分析后的数据（如图4所示），选择“Frequency Count”列数据并执行Plot下Line命令即可得到能谱分析结果（如图5所示）。

图3：首先分析ADC积分值

图4：执行命令得到PMT能谱分析结果

图5：能谱分析结果