在γ能谱仪发展的初期,其实现的方式主要还是采用模拟电路,依靠内部的采样保持和低速的A/D转换芯片获得指数核脉冲信号的峰值,该方式最需要解决的是运用硬件的手段去解决采样保持和基线漂移等问题。随着芯片的集成度逐步增强,如高速的A/D转换芯片、CPLD、FPGA芯片等的出现,可以弥补γ能谱仪以往的不足,如精度低、抗干扰能力弱等,这让数字化γ能谱仪得到了迅猛的发展。对于数字化γ能谱仪而言,其核心设计思想是采用高精密的前置处理电路将微弱的指数核脉冲信号放大后,再采用高速的A/D转换芯片将指数核脉冲信号数字化,然后在FPGA、CPLD等芯片上做数学运算,对指数核脉冲进行对应的统计以得到γ能谱数据,最后在PC端软件上,做相应的分析,如核素识别等操作。对于数字γ能谱仪而言,研究人员长期聚焦在数字滤波成形算法及实时处理、稳谱调节算法、能谱处理算法等方面。目前核脉冲滤波成形方法有三角形、梯形、高斯等,其中三角形、梯形成形方法分别发展为现在的双极性三角成形方法和双极性梯形成形方法,而高斯成形方法则衍生出了墨西哥草帽小波成形方法,本文便是采用的该方法。采用墨西哥草帽小波成形方法相比于其它方法而言,虽然降噪效果与其它方法相当,但是其基线扣除简单,可在连续域中衡量弹道亏损程度,因此在新一代的γ能谱仪的设计当中,是颇具优势的。本文采用墨西哥草帽小波成形理论,借助北京中科坤润科技有限公司研发平台,设计并实现了一款新型γ能谱仪。由于核脉冲存在堆积现象,核脉冲数字化之后存在基线漂移,通过二次微分平滑之后,基线将恒等于0,墨西哥草帽小波脉冲滤波成形过程中正好有二次微分运算,可以消除核脉冲基线漂移影响,因此本论文选择墨西哥草帽小波进行指数核脉冲的滤波成形。在硬件方面,FPGA具有优异的实时处理性能,因此选择其作为本设计的核心器件,进行墨西哥草帽小波成形算法的实现。除此之外,本文在硬件方面还涉及了供电电源、信号调理、怀特射随、高压分压等电路的设计工作,给出了一套完整的γ能谱仪硬件设计方案。经过一系列的设计和分析,并借助北京中科坤润科技有限公司研发平台进行了一系列的测试,本论文最终取得的成果如下:(1)应用墨西哥草帽小波成形理论,在FPGA上进行了实现,实现了指数核脉冲滤波成形的实时处理。(2)设计并实现了一套新型γ能谱仪设备,在碘化钠晶体、溴化澜晶体上进行了相关性能参数测试,达到了相关要求。(3)能谱仪兼容北京中科坤润科技有限公司开发的新一代γ能谱分析软件,可以在线快速进行γ能谱分析。