基于Aurora协议光纤实时信号传输性能测试

作为中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)谱仪之一的通用粉末衍射仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)采用二维位置灵敏探测器(Symptom Scale of Neurotransmitter Deficiency,SSND)探测中子入射位置和时间信息,并由后端电子学进行信号处理。中子信息以打靶时刻T0为时间参考点,电子学系统控制电路需要将接收到的T0信号低延迟、低抖动实时地传给下级电路。本文介绍了一种基于Spartan6系列FPGA的控制电路,采用Aurora协议通过光纤实时传输T0信号方案,并验证了此方案的可行性。     

CSNS工程GPPD谱仪主探测器读出电子学的研制

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程通用粉末衍射谱仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)采用闪烁体探测器作为主探测器。为满足谱仪的设计需求,读出电子学系统要求在实现高达数千通道数据读出的同时,完成高精度的中子探测。基于设计目标,以及进一步提高读出系统的集成度和灵活性,读出电子学系统采用了"子板+母板"的架构。前放子板采用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)实现探测器输出信号的放大、成形、甄别等模拟调理;母板固件采用了多级流水线机制的设计方法,在保证数据并行性和可靠性的同时,进一步减小了数据处理的死时间,实现数据的采集打包、缓存等处理,最终数据通过千兆以太网传到后端数据处理系统,便于数据的分析处理。对设计实现的读出电子学系统的评估测试结果表明:最小时间分辨11 ns,单通道计数率200 K?s-1,各项指标均好于设计目标。目前所有读出电子学单元已部署到GPPD工程现场并长期稳定运行,为谱仪顺利开展实验提供了可靠保证。     

GEM探测器基线值获取和数据零压缩阈值的设定

针对X射线成像GEM探测器,分析了3种基线值获取方法,给出零压缩阈值的最佳设定方法。测试结果表明,采用文中方法给出的零压缩阈值对数据进行零压缩可有效提高数据的有效利用率,从而提高探测器的计数率。在相同时间内,统计量大大提高,也有效改善了探测器的二维成像质量。     

八通道1Gsps数据采集系统设计与测试

介绍了一种基于Flash ADC和FPGA(现场可编程门阵列)的八通道1 Gsps数据采集系统的设计与测试.重点讨论了系统设计的关键点、难点,包括1 GHz时钟信号的产生和扇出,500 MHz源同步数据的捕获、处理,高速PCB设计.另外还介绍了系统的测试,描述了1 GHz时钟信号的测试结果以及系统主要性能的测试结果.     

基于FPGA的高频时钟电路设计

本文介绍了运用FPGA和时钟芯片,产生高达1G的高频时钟的电路设计方法.经过调试电路达到了设计要求,证明该设计是合理的.     

CSNS RCS环BPM电子学实现

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步环(RCS)上需要束流位置检测器(BPM)来检测束流位置偏移。论文介绍该系统中读出电路的设计和实现。设计BPM读出电路的最大挑战就是接收和处理大动态范围(5.8 mV~32 V)和变化宽度(80~500 ns)的探头引出信号。文中介绍的模拟电路,采用由模拟运放和模拟开关构成可变增益放大器的结构,能够接收和处理该探头引出信号。另外,对于一个BPM系统,精确的实时束流位置检测是必须的。本设计基于FPGA,开发了计算逐束团位置信息和束流闭轨模式位置信息的实时算法。此外,设计实现了工程所需的各种功能,包括30 s逐束团位置缓存、基于VME总线的数据读出和控制、FPGA程序的在线加载等。初步测试显示,在最小信号10 mV时,逐束团位置分辨是0.9 mm,束流闭轨模式位置分辨为50μm。     

北京谱仪漂移室电子学系统电磁干扰问题的研究

介绍了北京仪漂移室电子学系统电磁干扰问题,阐述了如何根据造成电磁干扰的三要素分析与排除干扰的方法。     

中国散裂中子源3He管电子学读出系统研制

介绍了中国散裂中子源(CSNS)高通量粉末衍射仪中3He管电子学读出系统的设计,重点介绍了其中电荷测量插件(MQ插件)的设计,包括了电路结构、FPGA逻辑及其算法的实现.最后给出了与探测器联调的测试结果.     

CSNSRCS环BPM读出电路的研究

未来的中国散裂中子源(CSNS)快循环质子同步加速器(RCS)需要束流位置探测器(BPM)来计算和记录位置信息.文章介绍了BPM读出电子学功能样机的实现,其中包括系统总体结构,模拟前端(AFE)和数字前端(DFE)的设计,以及FPGA中的固件开发.不断变化的RCS束流参数使得系统中的模拟部分尤为重要且设计难度大,并且需...     

基于VME机箱多丝正比室电子学性能测试

利用多丝正比室对基于VME机箱读出电子学及数据获取系统进行调试,调试过程中对电子学系统的一些参数进行了合理的设置,同时对电子学的性能进行了测试,使得电子学系统的设置符合多丝正比室探测器的要求,以提高探测器的性能。同时对两种不同的数据处理方法进行了比较,测得多丝正比室的沿着阳极丝方向的位置分辨约为0.2~0.3 mm。