基于USB接口的多通道准高斯型脉冲信号发生器设计

设计了一种基于USB接口可编程的16通道准高斯型脉冲信号发生器。利用高速模拟开关电路产生模拟脉冲信号,DAC用于调节脉冲信号的幅度,RC网络以及运算放大器组成的成形电路决定脉冲信号的前后沿变时间,通过FPGA来编程控制模拟开关的通断和DAC的输出,利用USB接口实现PC机的通信和控制,最终输出16通道的准高斯信号。经测试,实现了预期的功能和要求,输出脉冲幅度大小可调,且各通道输出一致性很好,其积分非线性均小于0.7%,可用于大型粒子物理实验前端电子学的性能测试、校准检测等工作。     

基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究

本文设计了一种基于FPGA的任意核能谱脉冲信号发生器。该脉冲信号发生器以32位随机数发生器为基础,通过对参考谱线在幅度上的抽样,使输出脉冲信号在幅度上满足参考谱线的概率密度分布函数。系统对脉冲出现的时间进行1 024区间分割,并计算得到不同分割区间内脉冲信号出现的概率及该时间间隔的平均时间,采用随机抽样使输出脉冲信号在时间上满足指数分布规律。实际测试结果表明:该信号发生器输出脉冲在计数率上满足泊松分布,在幅度上满足参考谱线的概率密度分布函数;系统噪声低于2.86mV;输出脉冲计数率可调,满足核脉冲信号的规律。     

真随机脉冲X射线CCD信号发生器

真随机脉冲X射线CCD信号发生器采用FPGA控制,产生幅度可调、时间间隔服从指数分布的真随机信号.针对传统的真随机数生成器(TRNG)中存在资源开销大、可移植性差的问题,采用了一种基于振荡器抖动和相位噪声的随机数发生器实现方法.该真随机数发生器以FPGA内部门电路构成的环形振荡器电路作为随机源,并采用两种不同的伪随机处...     

简易高性能纳秒脉冲发生器

为了实现电子散射飞行时间谱仪电子束的脉冲化及产生时一幅变换器的启动或停止信号。我们利用开关晶体管的雪崩特性研制了一个性能好，成本低的纳秒脉冲发生器。该发生器输出上升时间好于Ｉｎｓ，幅度达１０Ｖ的负尖脉冲，用作时一幅变换器的启动或停止信号；也输出上升时间约３ｎｓ，幅度５－３０Ｖ连续可调和宽度５－２３０ｎｓ可调的正脉冲，用作电子束脉冲化的调制信号，脉冲重复率为１５０×１０＾３ｓ＾－１。它可广泛用于类似     

一种仿核脉冲随机信号发生器的设计与实现

针对模拟核信号发生装置的研究,本文提出了一种高精度、高灵活度的信号发生器的研制思路。利用Matlab可以便携地实现核信号的数字模拟,保证核脉冲信号的时间特性、幅度特性和脉冲形状特性。由Lab VIEW设计的上位机软件可以提供较好交互方式,便于灵活地调节发生器的各项参数,并进行相应的谱数据分析及显示。硬件电路主要由MCU、FPGA、SRAM、10 bit高速DAC、低通滤波及放大电路构成。初步的测试结果表明:该信号发生器满足核信号在时间间隔和幅值的随机分布特性,能量范围及计数率可调,谱数据的统计分析,高精度的信号输出,为仿核信号发生器的研制与改进提供了思路。     

延时可调同步信号源的研制

在脉冲核辐射测试中,要求同步信号源的输出延时可调,信号幅度大于5V,且有多通道输出(10路以上)。针对以上应用特点,研制出一种输出延时可调同步信号源。介绍了其工作原理及结构组成,重点分析了在调试电路时遇到的技术难点及解决措施。同步信号源输出延时在0．15～2．5μs范围内可调,输出信号的幅度为 8V,输出通道数15路,各路延迟时间差不大于500ps。     

基于FPGA的单光子脉冲信号发生器设计

针对光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)批量测试实际需求和单光电子谱精确测试光源的要求,通过对光电倍增管性能测试系统进行分析,设计制造了一种多通道输出可调的脉冲信号发生器的控制板,可用于光电倍增管单光电子谱的性能测试。该脉冲信号发生器在上升时间、下降时间等参数性能方面优于目前测试系统采用的商用信号源RIGOO-DG5352 350 MHz。用此脉冲信号发生器对光电倍增管进行单光电子测试,其输出信号能满足单光子测试的基本要求,利用其多路信号输出的特点,通过性能扩展即可用于光电倍增管的批量测试。     

一种脉宽可调的高压脉冲发生器的研究与设计

介绍了一种基于晶体管共发-共集级联方式产生大幅度输出、脉冲宽度可调的脉冲发生器。详细分析了共发、共集电路和共发共集组合电路的线路结构,介绍了脉冲宽度可调高压脉冲发生器的工作原理及设计与实现。脉冲发生器的输出幅度-300 V,脉冲前沿时间17 ns,后沿时间24 ns,脉冲宽度从100 ns到10μs连续可调。本发生器作为像增强器电子快门装置已成功应用于高速相机中,该相机在高速摄影图像诊断中获得了很好的物理结果。     

新型随机核脉冲信号发生器设计

本文设计了一种基于FPGA和C#程序的随机核脉冲信号发生器。该脉冲信号发生器以高斯脉冲为基础,利用线性反馈移位寄存器产生均匀分布随机数,并根据核素特征谱线进行抽样,使输出高斯脉冲信号的幅度满足特征谱线的概率密度分布函数。系统具有电路简单,分辨率高,抗干扰能力强等优点。利用多道分析系统对241Am、109Cd、188Re、60Co四种放射性核素的模拟信号进行测试,结果表明:该信号发生器能够产生模拟核素特征谱线的高斯脉冲,并具有较高的稳定性和可靠性。     

阵列式反中微子探测系统模拟信号发生器设计

使用阵列式塑料闪烁体探测器结合多通道电子学系统对反中微子进行探测是目前较为流行的探测方法,其以多路信号之间的能量-时间符合关系来甄别中微子事件,其电子学系统建立后,需要有符合理论算法关系的多通道随机模拟信号对系统进行测试,以验证系统是否具有预期的探测效果。介绍了一种符合式多通道模拟信号发生器的设计,可以产生满足要求的模拟信号,下位机部分利用高速FPGA作为主控制单元,控制32路DAC通道对外输出信号;上位机部分使用直接抽样方法对蒙特卡洛算法得出的数据生成信号的输出通道、输出幅度和预期输出时间,通过USB传输给FPGA,由FPGA对信号进行精确控制,以达到在多个通道上输出满足要求的信号的目的。测试表明,本系统产生的符合式多通道模拟信号满足反中微子探测的能量-时间符合要求,为复杂的多路仿核信号模拟发生器的研制与改进提供了新的思路。     

基于DDS技术的电荷信号发生器设计

利用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）、数模转换（DAC）电路和电荷转换电路设计了电荷信号发生器，采用直接数字频率合成（DDS）技术实现了信号的调频、调幅、调相，同时详细阐述了DDS技术的工作原理及模拟电路的设计思路。在Modelsim软件平台下，对程序进行了功能仿真，并调用SignalTap II逻辑分析仪捕获显示实时信号，仿真结果和捕获的实际波形证明了程序的正确性。将电压信号转换为电荷信号，并与电荷转换器、调理放大器联调，经测试输出波形达到技术要求，证明了电荷信号发生器的有效性和可靠性。电荷信号发生器可以作为标准的信号源应用于松脱部件和振动监测系统的安装调试和核电厂大修检查。      

基于DSP的电源测试系统的设计与实现

讨论了兰州CSR脉冲电源的测试系统,它基于TI公司的C6000系列的DSP.通过通用串口,把原始数据由PC传输到DSP,由DSP对接收到的数据进行差值,形成波形输出数据,通过FPGA来控制DAC的输出.     

一种微机化穆斯堡尔谱仪波形发生器

基于８７５１单片机的穆斯堡尔谱仪波形发生器用１２位Ｄ／Ａ转换器产生高线性度的三角波电压基准信号，并用８位Ｄ／Ａ转换器精确地控制三角波电压基准信号的幅度，同步信号和步进信号可任意延迟，以获取高质量的折叠谱。该波形姨生器可通过面板上的ＤＩＰ开关或ＩＢＭ－ＰＣ等微机的串行口实现控制。     

一种仿252Cf中子源脉冲信号频谱分析的FPGA设计与实现

从252Cf自发裂变中子源之裂变中子在时间分布上相互独立的基本原理出发,针对随机核信号在时间上呈泊松分布,在幅度上服从高斯分布的这一特征,开展了基于FPGA技术的仿252Cf中子源随机核信号产生及其频谱分析系统的研究.通过比较仿252Cf中子源核信号与核信号的功率谱趋势,验证了仿252Cf中子源随机信号产生机制的可靠性...     

High-Speed Optical Signal Processing System Based on DSP for Neutral Beam Injector on EAST

Neutral Beam Injection (NBI) is one of the main plasma heating methods in nuclear fusion devices. To prevent the device from irreversible damage, all the status signal acquisition and transmission must meet high voltage isolation, fast-reaction and high reliability requirements. DSP performs well at complicated algorithms computing and meets the real-time requirements, but it is poor at parallel processing. FPGA is good at combination logic and sequential logic control. To meet the EAST-NBI control system experimental operational requirements, DSP and FPGA architecture is taken in this design, which converts the optical signal to high-precision analog signal to output. This paper analyzes the requirement of high-speed optical signal processing system based on DSP for EAST-NBI and introduces the detail modules designs, including seven modules: optical signal receiving and conversion interface circuit, FPGA decoding interface circuit, OMAP processing interface circuit, DAC interface circuit, Ethernet interface circuit, serial port interface circuit and amplification interface circuit.     

On the speed of response of an FPGA-based shutdown system in CANDU nuclear power plants

Several issues in an FPGA based implementation of shutdown systems in CANDU nuclear power plants have been investigated in this paper. A particular attention is on the response time of an FPGA implementation of safety shutdown systems in comparison with operating system based software solutions as in existing CANDU plants. The trip decision logic under “steam generator (SG) level low” condition has been examined in detail. The design and implementation of this logic on an FPGA platform have been carried out. The functionality tests are performed in a hardware-in-the-loop (HIL) environment by connecting the FPGA based system to an NPP simulator, and replacing one channel of Shutdown System Number 1 (SDS1) in the simulator by the FPGA implementation. The response time of the designed system is also measured through multiple tests under different conditions, and statistical data analysis has been performed. The results of the response time tests are compared against those of a software-based implementation of the same trip logic.     

一种随机的快脉冲信号发生器的设计

提出了一种脉冲发生器的新思路。通过高速DAC的数模转换,在单片机控制下输出时问和幅度随机的快脉冲信号,并通过仿真验证了它的可行性。     

用于回旋加速器低电平系统的通用软硬件系统设计与实现

针对回旋加速器射频系统幅度、相位、频率、自动启动逻辑、联锁保护、在线参数修改等控制需求，设计了一种用于回旋加速器低电平系统的软硬件系统。该系统的硬件基于ZYNQ系列FPGA和高速ADC及DAC。采用数字下变频技术实现了幅度、相位和调谐控制；采用数字电路实现了腔体打火的快速检测。幅度控制精度为0.015%，相位控制精度为0.04°。该系统充分发挥了数字低电平系统的全可编程优势，通过上位机修改参数即可适用于多种回旋加速器。     

SSRF高频低电平系统预制研究

上海同步辐射装置(SSRF)预研阶段完成了一套500MHz高频系统的低电平控制系统,它主要由信号源、速调管的激励控制、三个反馈控制环路和连锁保护构成。本文重点介绍三个反馈环路的设计、测量和调试结果。