BESⅢ触发系统径迹计数插件的设计与实现

本文介绍BESⅢ触发系统径迹计数插件的设计与实现.该插件实现128通道的径迹计数功能,并输出触发条件;插件支持VME总线的读写操作和CBLT在线数据读出;所有功能在FPGA中实现,并以流水线工作方式工作.具备通过VME总线在线加载FPGA的功能.经过测试,插件达到了预期的设计目标,并已应用到BESⅢ工程MDC宇宙线实验中.     

BES-ⅢTOF子触发系统触发判选功能在可编程逻辑器件中的实现

北京正负电子对撞机谱仪的飞行时间计数器触发子系统,需从前端读出电子学接收368 bits快时间击中信号,按物理实验要求的触发逻辑产生7 bits触发条件信息,实时发送给主触发逻辑,以产生一级触发信号L1;并向径迹配对逻辑实时发送136 bits位置信息,以推算粒子飞行径迹;同时根据L1信号对事例进行判选、组装,向DAQ系统提供所有有效事例的数据包,以供离线分析.我们对该系统研制秉持可重构的设计理念,大量使用可编程逻辑器件FPGA,增加设计的灵活性和可靠性,减小印刷电路板设计的复杂度,节省PCB布板空间.本文介绍主触发处理FPGA中核心触发逻辑功能的设计与实现.     

多参数系统主控插件CAMAC MC1000

本插件是为我所现有计算机-CAMAC核物理数据获取系统MOLDASI而设计的一个主控插件。它取代了原系统中GSI(西德重离子研究中心)提供的几个CAMAC插件和NlM插件,以完成多参数系统中的子事件类型标记、死时间控制、死时间显示和事件触发逻辑功能。MC1000的研制大大方便了多参数获取系统的运行和维护。     

BESⅢ触发系统MDC子系统光纤发送插件设计

介绍了BESⅢ触发系统MDC子系统光纤发送插件的设计与测试.32通道的数据同步与展宽的实现由一片FPGA完成,基于RocketIO实现了1.75Gb/s波特率的串行数据光纤发送.文章给出了展竟电路和串行传输的测试结果.插件的设计达到了预期的设计目标.     

基于数字锁相环的踢轨电源触发系统的设计

为了实现CSR踢轨电源的精确触发设计了基于数字锁相环的触发系统,数字锁相环的硬件由自主设计的高频鉴相器和NI公司的PⅪ插件PⅪ-6653和PⅪ-6280实现,并应用虚拟仪器Lab-ⅥEW构建软件,实现了对加速器高频频率的快速锁定并且相位可调,满足踢轨电源对触发系统的要求.     

基于ASIC的GEM自触发电子学系统研制

针对同步辐射衍射探测的需求,设计了一套应用于三层GEM的自触发电子学系统。介绍了此电子学系统的整体架构、系统主要插件的电路设计、FPGA内部逻辑及算法的实现,以及与相应探测器配合的自触发读出方案。最后给出电子学系统初步调试结果。     

大亚湾中微子实验PMT触发判选电路的初步设计

介绍了用于大亚湾中微子实验的PMT触发判选电路的一种设计方案.从PMT触发判选电路的设计要求谈起,着重讨论了如何采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现判选过程及数据暂存,介绍了采用来自GPS的高精度时间信息对事例数据进行时间标记的具体方法.     

BEPCⅡ直线定时系统光信号收发器的研制

定时系统为BEPCⅡ直线电子枪、调制器和正电子源等设备提供精确的同步触发信号.因光纤介质的传输损耗低,使用光纤收发器传输同步触发脉冲信号,不但可以实现信号的远距离传输,同时保障了信号的电气隔离,增强了系统抗噪声能力.目前,自主研发的OTB插件已经投入了BEPCⅡ的直线定时系统的运行,结果表明系统性能达到并优于定时系统的设计指标.     

一种死时间极小的多丝室读出系统

该多丝室读出系统是为费米实验室的高触发率固定靶实验Ｅ８７１设计的。系统为流水线结构，包括信号闩锁、去随机ＦＩＦＯ、编码器和缓冲器，死时间小于０．４７μｓ。该系统由多个机箱组成，每个机箱中有多个ＦＥＭ插件和它们的接口ＦＥＭＩ，每个ＦＥＭ接收并处理１２８路丝信号。为了减少读出时间，使用雏菊链电路以读出相对稀疏的数据。所有的操作都由硬件完成，一系列的事例同时在不同级电路中处理，不停地从多丝室读出系统中流     

一个 16 通道程控时间延迟的 VME 插件

本文介绍了一个１６通道的程控时间延迟ＶＭＥ插件。该插件将用以正在日本高能物理国家实验室建造的ＢＥＬＬＥ探测器的触发系统，其延迟信号的时间晃动的均方根值小于３００ｐｓ。     

一个16通道程控时间延尺的VME插件

本文介绍了一人１６通道的程控时间延迟ＶＭＥ插件，该插件将用以正在日本高能物理国家实验室建造的ＢＥＬＬＥ探测器的触发系统，其延迟信号的时间晃动的均方根值小于３００ｐｓ。     

BES-Ⅲ TOF子触发系统中高速数据传输的实现

升级中的北京正负电子对撞机谱仪的飞行时间计数器触发子系统,需进行大量高速数据的吞吐:在41.7MHz的同步时钟控制下从前端读出电子学接收368路快时间击中信号,并向主触发逻辑实时发送4位击中数信息、3位背对背信息,向径迹配对逻辑实时发送136位位置信息,且每16个事例须向DAQ系统提供所有有效事例的数据包.以供离线分析.在该系统的研制中,我们分别或同时利用并串,串并转换、光纤、LVDS、VME总线等不同层面的技术手段实现了不同对象的触发判选信息的传递,本文对此进行了详细介绍.     

光敏丝室探测器PET的触发判选处理器

介绍了为光敏丝室探测器PET而设计的触发判选处理器（TRIG）的结构和原理，该处理器具有触发判选，计数率损失测量，随机符合事例率测量，探测器分区计数统计以及系统定标等多项功能，由于应用了EPLD技术和流水线作业等技术，实现了TRIG系统的高集成度和高性能 。     

塑闪阵列探测器地面标定触发电路设计

为测试暗物质卫星塑闪阵列探测器的功能和性能指标,构建了塑闪阵列探测器地面标定系统,并研制了地面标定触发电路。该触发电路采用标准NIM插件,采用控制开关和可编程逻辑器件设计,具有输入输出可控、输出脉冲宽度及间隔可调、输出延时小、逻辑功能易于更改等特点,适用于构建对输出脉冲信号有特殊要求的触发系统。经地面宇宙线和束流标定实验检验,研制的标定触发电路满足设计要求。     

闪烁计数器空间定位装置的事例判选及数据读出系统

本文描述了由11个NIN插件和1个CAMAC插件组成的8×8条闪烁计数器空间定位装置(陈列描述仪)的事例判选与读出系统。并对每种插件的特性及系统的电子学调整作了说明。     

面向暗物质直接探测的原型液氩探测器读出电子学系统设计

针对面向暗物质直接探测的t级原型液氩探测器的信号读出需求，本文设计了1套基于高速、高精度波形数字化技术及PXI Express高速仪器总线技术的读出电子学系统。该系统采用多个波形数字化模块和1个全局触发模块，实现单机箱40路光电倍增管信号的同步采集。系统具有很好的灵活性和可扩展性，通过将多个机箱的触发模块级联可进一步将系统规模扩展至数百通道。该系统研制完成后，配合1个10 kg级的小型液氩探测器开展了单光电子标定和放射源联调测试。通过放射源测试，获得了高质量的液氩探测器闪烁光信号波形。利用脉冲形状甄别算法，可清晰区分核反冲事例和γ事例，初步结果表明，在80~240 pe(光电子)信号幅度范围内的17万个事例中，没有电子反冲信号被误判为中子信号，验证了读出电子学技术路线和设计方案的可行性。     

BESIII晶体量能器触发系统时间提取和块能量相加

介绍了北京谱仪III(BESIII)电磁量能器触发系统的触发单元和块能量相加(TCBA)板的设计、硬件实现和测试结果。该板主要完成对触发单元信号的甄别以便进行簇团的计数,并且提取电磁量能器的时间信息,同时将触发单元能量进一步相加形成块能量信息。着重介绍了块能量相加、时间信息提取部分的设计和时间信息晃动的测试结果。     

阵列探测器L1触发系统加法电路优化设计

针对兰州重离子加速器外靶终端硅微条阵列探测器L1触发系统,设计了一个基于Xilinx7系列FPGA芯片的改进加法逻辑电路,利用快速进位链结构,对加法电路模块进行优化。对优化后加法电路结构和同类传统加法电路比较,并对逻辑时延进行和结构性能建模分析。仿真和测试结果表明:优化后模块逻辑时延3 ns左右,相比传统加法逻辑,系统死时间低,有效采集事例率高,能够满足L1触发系统的要求。     

一个低成本毫微秒脉冲放大器

高能物理实验中,作精确时间测量的光电倍增管输出的信号不够大,需要快上升时间放大器无畸变地加以放大。参考文献[1]试制成10—90倍放大器四路。并根据流光室触发系统和空间定位系统的要求,研制了线路简单、调试方便、成本低、上升时间快(典型值1.25毫微秒)、固定增益为10倍、输出阻抗低并具有一定线性的本放大器。每个NIM单插宽装四路,每个插件所需电源为±12伏/140毫安。12个插件可同时使用NIM机箱的±12伏/2安电源。目前已有4路用于70厘米流光室触发系统和16路用于流光室空间定位系统。     

BESⅢ晶体量能器触发系统时间提取和块能量相加

介绍了北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)电磁量能器触发系统的触发单元和块能量相加(TCBA)板的设计、硬件实现和测试结果.该板主要完成对触发单元信号的甄别以便进行簇团的计数,并且提取电磁量能器的时间信息,同时将触发单元能量进一步相加形成块能量信息.着重介绍了块能量相加、时间信息提取部分的设计和时间信息晃动的测试结果.