基于FPGA的核信号高速采集系统设计

低速核采集系统无法满足高精度能谱测量对核信号采集的要求。设计制作了由前端电路、高速ADC、FPGA和微控制器组成的高速采集系统。高速ADC实现核信号的最高100 MSPS离散化操作,FPGA处理实现数字核信号的高速接收、存储,并响应上位机的操作命令,实现核数据的发送等操作。通过对FPGA的静态时序分析和实时核信号的采集测试表明:该采集系统具有实时核信号的高速采集能力,可应用于高精度能谱测量场合。     

基于FPGA的数字核信号处理系统的研究

核能谱是核物理研究、射线探测和核技术应用领域中获取的重要信息,对其测量技术的改进一直为热点研究问题。论文基于FPGA设计一套数字核信号处理系统,对高速ADC采样后的数字核信号通过FPGA控制的高速USB接口电路,直接传送给计算机的测试平台以实现核信号的离线处理,同时该数字核信号在FPGA中实现其滤波成形、堆积识别,基线恢复等功能,得到的能谱通过USB接口传送给计算机。通过测试,系统既能实现原始核信号的传输与保存,又能实现数字核信号的在线处理。     

基于FPGA的高速核信号采集系统设计

描述了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的高速核信号采集系统的设计方案.FPGA作为控制核心,实现对高速Analog - to - Digital Converter(ADC)和Universal Serial Bus( USB)的逻辑控制和数字信号的采样、滤波、甄别、存储、传输处理,并使用异步First In First Out(FIFO)实现ADC数据采集模块和USB数据传输模块2个不同时钟域之间的数据传输,提高数据的吞吐率.最后利用上位机软件进行数据处理和绘图显示.测试结果表明,该系统能够实现核信号的实时、高效采集.     

基于DSP+USB的放射性污染监测现场数据采集系统设计

针对放射性污染监测现场对现场数据高速、实时采集的需求,设计了一种基于DSP和USB2.0为核心的放射性信号数据采集系统,并介绍了该系统的总体结构和具体的软硬件实现方案。该系统将DSP高速的运算速度和数据处理能力、FPGA强大的逻辑处理能力以及USB高速传输速度相结合,构建了一套高速实时的放射性数据采集系统,具有速度快、逻辑处理能力强、稳定性高等优点,该系统在现场测试表现出较好的效果。     

基于DSP builder与FPGA的数字脉冲处理算法研究

研究了基于DSP builder与FPGA的数字脉冲处理算法,设计了一种基于数字脉冲处理技术的数字实时时间谱仪。谱仪数字恒比定时(dCFD)算法部分最终全部在FPGA中实现,简化了电路。并组建了一套测量22Na放射源的数字化正电子符合谱仪,对其进行测量得到该系统能量分辨达到3.90%,时间分辨达到157.6 ps,高于传统TDC测得的时间分辨率。     

基于FPGA的数字核脉冲高速传输系统设计

针对高速数字核脉冲采集中的实时传输问题,提出了一种基于FPGA和USB的传输结构。该结构采用现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为核心控制器,并通过乒乓操作原理对高速核脉冲进行采集,定义特定的简单可靠的传输帧结构。利用USB与PC机通信,既实现了高速数据的实时传输又真正实现了"即插即用",提高了整套系统的实用性。实验测试验证了该系统的高效性。     

用于核反应测量的脉冲波形数字甄别系统设计方案

针对核物理实验对核反应测量脉冲波形甄别系统的性能要求,提出了基于多片高速A/D和高端FPGA的数字化脉冲波形甄别系统设计方案。高速A/D完成对探测器输出波形信号的数字化,而后通过可编程的方式在FPGA内部采用先进的数字信号处理算法完成对信号的甄别,可以解决模拟电子线路对超大信号难以处理的问题,进而对探测器输出不同粒子特征进行准确提取,实现准确实时地触发高速数据采集主板系统。     

基于FPGA的数字核谱仪中高速数字采集技术研究

数字核谱仪的高速实时数据采集能够对数字核谱仪中关键算法的调试起到关键作用。本设计以ALTERA公司的EP2C8T144C6现场可编程门阵列与高速USB数据采集芯片FT2232H为核心,设计并制作了USB高速数据采集系统,可以实现USB接口高速数据传输。核谱仪采集到的信号送入到FPGA中,经过内部FIFO存储器的缓存及算法处理,最后通过USB控制器将信号传输到计算机中,存储并显示出来。设计实现了28MByte/s以上的数据传输率,具有数据传输速度快,准确性高的特点,为进一步实现数字核谱仪高速信号采集奠定了基础。     

用于可编程脉冲电源的新型波形发生器及显示器研究

针对中国散裂中子源(CSNS)工程快循环同步加速器(RCS)注入系统涂抹凸轨磁铁脉冲电源的需求,设计了一种采用FPGA+DSP结构的高速数字采集与处理系统实现可编程脉冲电源给定波形的产生与输出电流的探测显示。通过研究DSP与上位机基于UDP协议的千兆以太网通讯、DSP与FPGA间高速串行接口技术的数据传输方式,使电源实现了在线实时输出任意波形脉冲电流和显示电源的输出电流波形,为任意波形发生器及显示器的设计提供了新方法。     

基于FPGA的核信号高速采集系统的设计

对核信号高速采集系统的研究可实现数字核信号处理方法的改进与算法的验证,以及对数字化核能谱测量系统性能指标的提升具有重要意义。研发一套核信号高速采集系统,通过高速ADC将信号调理电路输出核脉冲信号进行采样,同时在FPGA系统中实现FIFO、USB接口传输功能,将采样后的数据经过FIFO缓存,再通过USB接口传送给后续计算机系统进行保存、显示与进一步处理。在搭建的核信号采集系统上进行测试,通过对5、10、20与33.3 MHz采样率下得到的核信号进行分析与讨论,表明该系统可有效地实现核信号的高速采集。     

合肥光源新型数字校正铁电源系统

储存环校正铁电源系统的稳定性是进行同步辐射光源束流轨道校正的重要前提。本文描述了新的校正铁数字控制电源系统硬件结构、软件设计及调试结果,其中,重点介绍了数字化控制器的硬件结构和软件工作流程。数字化控制器包括DSP卡和ADC卡,采用了DSP和FPGA作为控制核心,通过光纤与远程IOC进行实时通讯,通过本地PC机串行口可设置电源回路参数。运行结果表明,新的数字控制开关电源系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求。     

基于TMS320LF24系列DSP的核子计联合功能教学仪的设计

提出了针对实验室核子计（包括料位计、密度计、厚度计）实验的核子计联合功能教学仪设计方案，阐述分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计方案包括系统硬件组成以及基于TMS320LF24系列DSP的信号处理单元的电路原理设计，它涉及电源转换、时钟和复位、液晶显示模块和PC串行接口模块，信号处理单元采用DSP芯片，提高了数据采集处理速度；软件设计方案采用模块化的设计思想，给出了主程序的流程图及数据处理的相关说明。     

地层元素分析仪中多道能谱采集处理电路设计

为满足石油测井中获取地层元素种类及质量百分比的需求,研制了一种地层元素分析仪256道能谱采集处理电路。该电路由基线恢复,零极相消和CR-RC,ADC采样保持,峰值检测,阈值比较,DSP+FPGA结构数字处理电路组成。2.775 GBq的~(241)Am-Be中子源和92.5 k Bq的226Raγ源的刻度测试表明,能量—道址具有良好线性关系,其线性相关系数为0.999 6,最大偏差为0.625%。经实验验证,256道能谱采集处理电路具有高稳定性,良好重复性,最大计数率可达100 k/s。     

A user configurable data acquisition and signal processing system for high-rate,high channel count applications

Real-time signal processing in plasma fusion experiments is required for control and for data reduction as plasma pulse times grow longer. The development time and cost for these high-rate, multichannel signal processing systems can be significant. This paper proposes a new digital signal processing (DSP) platform for the data acquisition system that will allow users to easily customize real-time signal processing systems to meet their individual requirements.The D-TACQ reconfigurable user in-line DSP (DRUID) system carries out the signal processing tasks in hardware co-processors (CPs) implemented in an FPGA, with an embedded microprocessor (μP) for control. In the fully developed platform, users will be able to choose co-processors from a library and configure programmable parameters through the μP to meet their requirements.The DRUID system is implemented on a Spartan 6 FPGA, on the new rear transition module (RTM-T), a field upgrade to existing D-TACQ digitizers.As proof of concept, a multiply-accumulate (MAC) co-processor has been developed, which can be configured as a digital chopper-integrator for long pulse magnetic fusion devices. The DRUID platform allows users to set options for the integrator, such as the number of masking samples. Results from the digital integrator are presented for a data acquisition system with 96 channels simultaneously acquiring data at 500 kSamples/s per channel.     

基于DSP的智能模数变换插件设计

介绍了一个基于ＤＳＰ，用于采集北京谱仪实验数据的智能模数变换插件的设计方法。此插件是为替代ＳＬＡＣ于８０年代生产的类产品而设计的。插件上的ＤＳＰ实现了实时数据预处理功能。同时使用了ＦＰＧＡ构造ＶＭＥ总线接口，提高了集成度。     

脉冲调制器稳定性监控中的数据采集与处理

设计采用反馈控制的方法改善脉冲调制器输出高压脉冲幅度稳定性,分析了实现稳定性目标对数据采集系统软、硬件的要求,介绍了相关的实验测试和信号处理方法。数据采集系统由Stratix ii FPGA开发板、AD6645、上位PC机组成,借用差分放大器提高测量分辨率。数据处理采用脉冲采样样本均值作为表征幅度的特征量,并采用平均、插值、数字滤波、BP神经网络等方法来提高幅度监测值的分辨率能力和抗干扰能力。     

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.     

基于FPGA和DSP的数字多道设计与实现

介绍了一种基于FPGA和DSP的数字多道设计方案,包括硬件电路设计与可编程器件程序设计,对数字多道的多项性能指标进行了测试,并测量了NaI(Tl)探测器的能谱。     

Digital pulse processor for ion beam microprobe imaging

Capabilities of spectroscopic ion beam analysis (IBA) techniques that are available in ion microprobe facilities can be greatly improved by the use of digital pulse processing. We report here development of a digital multi parameter data acquisition system suitable for IBA imaging applications. Input signals from charge sensitive preamplifier are conditioned by using a simple circuit and digitized with fast ADCs. The digitally converted signals are processed in real time using FPGA. Implementation of several components of the system is presented.     

50 kV全数字化电子枪高压电源设计

本文介绍了一种基于DSP的全数字化电子枪高压电源,该电源的特点是采用全数字化反馈电路、通过PID算法实现闭环控制。采用频率较高的谐振逆变电路,减小了谐振元件、变压器的体积。电源因采用电流耦合型分布式高压变压器及整流电路,提高了效率、减少了分布参数及可使高压整流电路工作在无油的环境中。该电源已成功用于辐照加速器电子枪栅控高压电源系统中。