基于数据汇聚功能的高速通用接口卡设计

针对多项大规模数据获取系统的研发需求,本文设计了一套基于高速接口卡PIFC实现的高性能数据汇聚方案,不仅能够完成数据汇聚和实时预处理功能,而且在硬件结构、FPGA逻辑和驱动程序设计等方面都采用了通用化设计,能够低成本应对系统的架构升级和接口扩展,并且用测试结果验证了方案的可行性,目前达到的数据率已经可以满足项目要求。     

基于SCA波形采样读出电子学的CSNS Back-n中子飞行时间测量

中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(Back-n)对中子核数据测量和核技术应用等多个领域均有重要意义。为监测其中子束斑轮廓、束流密度及束流能量，研制了由镀硼微网格气体(Micromegas)探测器构成的束流剖面监测装置，并通过测量中子的飞行时间(TOF)来获得能量信息。采用基于开关电容阵列(SCA)专用集成电路(ASIC)的波形采样电子学系统，实现了128路Micromegas探测器阳极条信号的低噪声放大、成形和波形数字化，在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片中实现了对信号过阈时间的实时测量，其量程为650 ns～10 ms，电子学时间分辨好于10 ns。在CSNS Back-n上开展实验，成功获得了中子束流剖面及10.65 μs～10 ms范围的飞行时间谱，对应的中子能量范围约为0.16 eV～0.14 MeV。利用钽、钴等吸收体进行了中子共振吸收峰的检验，验证了读出电子学系统的功能及飞行时间测量的正确性。     

基于FPGA的动圈检波器参数测试仪的设计

为了能随时在实验室及野外施工现场对动圈检波器进行参数测试,给出了基于直流激励法原理、以Cyclone Ⅲ EP3C40F780和ADS1282等为硬件的动圈检波器参数测试仪的设计方案。该测试仪利用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控制器,FPGA将接收到来自ADS1282采集处理的数据通过网口传给PC,软件对传来的数据进行处理可以得到动圈检波器的阻尼比、自然频率、灵敏度等7个参数,并实时保存。用该测试仪对LGT20D系列检波器进行了测试,结果表明该测试仪对小阻尼检波器参数测试有较高的准确性。     

HIRFL-CSR外靶实验读出电子学预研系统

本文介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验读出电子学预研系统的设计。该系统可实现TOF墙探测器、中子墙探测器、多丝漂移室(MWDC)等的读出。基于前沿定时及使用TOT技术分别进行时间和电荷测量,从而对前沿定时带来的时间-幅度游走效应进行修正。该系统基于工业智能仪器总线PXI进行设计,提高了数据传输带宽,并保证了系统的可扩展性。目前已完成基本单元模块的实验室电子学测试,以及与探测器的初步联合测试,验证了各项功能指标。     

无后处理高速量子随机数产生器设计

利用光学量子随机源中光子的随机性,设计了一种无需后处理的随机数产生器。在设计中,用弱光源进行单光子水平的探测,利用单光子水平的光源在半导体探测器上一定周期内探测到的脉冲个数服从泊松分布的基本原理,而元器件和读出电子学造成理想泊松分布的变形,通过控制平均计数消除偏差,达到统计学上的无偏。本设计具有自动纠偏功能,产生无后处理的高质量高速真随机数,并通过了NIST、Diehard等多种技术测试标准。     

基于固体靶的D-T和D-D中子源特性模拟计算

基于氚(氘)钛固体靶,利用TARGET程序结合实际的氚(氘)靶和靶室建模,对D-T中子和D-D中子的能量和微分截面角分布、氘离子能量损失率和平均能量、中子平均能量和能散、反应率在氚(氘)钛靶中的深度分布、中子注量率谱和中子产额进行了计算,获得了D-T和D-D中子的相关特性参数。计算结果可为在其他蒙特卡罗模型中精确描述各项异性中子源提供数据,对中子能量单色性和中子产额等指标的选择提供了参考数据。     

基于FPGA+DSP的核信号数字时间谱仪设计

针对核电子学中核脉冲信号的高速实时数字化处理,设计了基于FPGA+DSP的两通道核信号数字时间谱仪。该实验平台基于数字恒比定时(dCFD)原理,采用高速运放和ADC进行模拟信号成型采样,数字信号送入FPGA完成波形判选、数据缓冲、FIR滤波和基线恢复,利用DSP实时信号重构和函数定时,通过USB2.0接口与上位机通信。该系统的主要特点是具有模数电路的高度集成、数字信号的实时运算,接近模拟定时的精度。     

基于Microblaze软核FSL总线的门光子计数器设计与实现

门光子计数器是量子光学实验中单光子探测常用的数据采集设备,用于收集单光子探测器探测到的单个光子信号.由于不同的场合需要用到不同的计数模式,商用的计数器往往难以满足具体的需求,或者造成采集效率低下.系统采用的是一种基于MicroBlaze系统FSL总线的可扩展计数器设计架构,该架构能够灵活的添加不同的计数功能,并通过统一...     

激光雷达能见度仪数据采集系统的研制

目前的激光雷达能见度仪基本上都是靠通用数据采集卡进行数据采集,使用起来多有不便.针对这一现状,研制了一套适用于激光雷达能见度仪的专用数据采集系统.系统硬件基于FPGA设计,通过硬件逻辑实现计数、触发和数据存储.系统通过USB2.0高速接口与计算机连接,数据传输速度快、连接方便且支持热拔插.采集软件为采用LabWindo...     

用于焦平面测试系统的高效高精度数据采集方法与实现

通过分析焦平面测试中各种性能参数对数据要求的特点,提出了一种区别于传统的高效数据采集方法,并采用ADI最新发布的16位高性能ADC,设计了基于该方法的高效高精度采集系统.通过内嵌的“RMS硬件算法”和外部SRAM的特殊组合,在兼容传统测试系统的同时,大大提高了系统的测试效率.经碲镉汞(HgCdTe)型640×512(1...