基于小波变换的字符图像分割

为了消除明暗不均等低频干扰的影响,将字符成功地从车牌图像中提取出来,提出了基于小波分解的车牌图像分割方法,根据干扰信号与字符信号属于不同频域的特点,利用小波的时频局部化分析能力,在保留字符信息的同时滤除或抑制低频干扰成分。首先采用逐行逐列扫描的方法对图像预处理后的图像进行车牌定位,再利用基于小波变换的阈值分割法对车牌进行字符分割。     

基于CPLD和单片机的脉冲计数器设计与实现

脉冲计数器是数字电路中的一个典型应用,论文综合CPLD与单片机各自的优势,介绍了一种CPLD＋STC89LE52脉冲计数器的设计方案并加以实现。该脉冲计数器具有CPLD高速、稳定的特性又具备单片机控制灵活方便,易于编程实现交互性等特点,克服了用纯硬件电路实现可靠性低、延时大以及CPLD＋HDL编程实现交互性困难等缺陷,经过实际电路测试,该系统性能达到了设计要求。     

基于DRS4波形数字化的高速数据采集系统设计

针对一些粒子物理实验中高采样率、多参数测量以及长距离传输等要求,设计了一套基于DRS4波形数字化的高速数据采集系统。该系统由波形数字化前端板、高速数据传输板和上位机软件组成。测试结果表明,该数据采集系统具有较高的数据传输速率和较低的误码率,采集到的数据能很好地重建和还原输入信号波形。该数据采集系统具有一定的通用性,适用于对采样率和传输距离有较高要求的粒子物理实验。     

用于深空粒子探测系统的自动标定装置研制

该文研制了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的自动标定装置,用于对深空粒子探测系统的自动校准和刻度。该标定装置主要包括标准脉冲产生单元、高速模数转换单元和控制与数据处理单元。其控制与数据处理单元基于FPGA实现,采用模块化的设计完成对外围电路控制及数据在线处理。通过各项实验验证,该装置可在复杂环境下实现对系统的基线稳定性、线性、能量分辨等特性的自动标定,具有高集成度、高可靠性、高自动化程度和灵活配置等特点,为深空探测器飞行中的在板标定和自动测试提供手段。     

重离子治癌装置中γ-γ符合时间测量系统设计

为实现重离子治癌装置中γ-γ符合时间的高精度和高分辨率测量,设计实现了符合时间的测量系统,该系统主要由高速比较器构成的定时甄别电路和基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的时间?数字转换(TDC)电路构成。FPGA-TDC通过“粗”时间和“细”时间结合的方法实现精确的时间测量:“粗”时间测量采用二进制计数器实现,“细”时间测量基于片内缓冲器和寄存器阵列构成的级联延迟链实现。实测结果表明,该符合时间测量系统的本征时间间隔测量分辨好于276 ps(FWHM)。构建了H8500耦合LYSO晶体阵列组成的测量系统,并对22Na 511 keV γ射线进行测试,结果表明时间测量精度优于1.12 ns(FWHM),且通过统计分析有效符合时间得到的晶体阵列位置映射散点图清晰。     

DAMPE-PSD读出电子学研制

暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer, DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星，用于找出可能的暗物质粒子信号。塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector, PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一，参与承担高能粒子电荷测量和电子/γ射线鉴别任务。PSD由82根塑料闪烁体条和164个光电倍增管（photomultiplier tube, PMT)组成，有328个输出通道，每根塑料闪烁体条的动态范围为2×103，需配备1套完备的读出电子学系统。该电子学系统由4块前端电子学（front-end electronics, FEE）板构成，共具有360个信号处理通道，总功耗6 W。电路主要包括电荷测量电路、模拟调理电路、模数变换电路、刻度电路、环境监测电路、FPGA电路、电源管理电路以及接口电路等，其主要功能是基于32路模拟信号将PMT的电荷信号输入VA160 ASIC芯片，考虑了抗辐照加固、温度设计等一系列关键问题，以确保在严酷的太空中具有长期的可靠性。测试结果表明，该FEE系统工作稳定、性能良好，具有较好的技术指标，每个电子学通道实现了0～12.5 pC的动态范围，通道的随机噪声水平好于2 fC，积分非线性好于0.6%。FEE能适应恶劣的空间环境，具有很高的可靠性。FEE配合PSD样机还分别于2014年和2015年在欧洲核子中心（CERN）的PS和SPS终端成功完成了2次束流试验，验证了PSD的探测能力完全满足任务书中提出的功能和指标要求，能很好实现实际科学任务需求。     

用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计

介绍一种用于新型塑料闪烁体阵列探测器系统的前端读出电子学（FEE）的设计与实现,该前端读出电子学主要基于电荷测量专用的集成电路（ASIC）芯片和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）研制,可实现对多路探测器信号的采集、处理、筛选、打包,并通过LVDS差分接口上传到后端的数据获取系统（DAQ）。同时,该电路设有板载线性标定电路,可实现对各通道电子学性能刻度,设有电源电流、关键芯片及电路温度实时监控等电路,使电路具有较完善的功能和较强的自我保护能力。     

长时间电流积分数字仪的设计

本文介绍的长时间电流积分数字仪,是用电流-频率(I-F)转换电路将微弱电流转换成脉冲信号,结合后级脉冲计数器及处理控制电路,实现对10pA-10μA量级输入电流的长时间测量。该仪器可用于电离室、法拉第筒等输出电流或电荷的测量,测量时间范围1s-192h。该电路的设计实现,为长时间测量电流或电荷,并进行束流监测提供了一种可行、通用、高性价比的好方法。     

塑闪阵列探测器读出ASIC阈值产生与调节电路的设计

基于GF 0.18 um CMOS工艺,设计并实现了ASIC芯片中的重要组成部分?阈值产生与调节电路,包括DAC模块和基于SPI慢控接口模块的控制模块。为了有效减少ASIC芯片版图面积、降低功耗,同时提高调节精度,提出通过组合高、低两个4位的DAC实现一个8位DAC的阈值调节,其中多个通道复用一个高4位DAC进行阈值粗调,每通道各自包含一个低4位DAC进行阈值细调。SPI慢控接口模块不仅实现对8位DAC输入的控制来调节触发阈值,还能够控制前放的增益和成型时间的档位。测试结果表明:DAC模块的DNL<0.10 LSB;INL<0.18 LSB;阈值粗调范围约为900 mV;阈值细调范围约为60 mV,精度误差小于7%,可满足ASIC芯片中的甄别器对阈值调节的需求。     

瓦斯浓度的嵌入式红外检测系统设计

针对传统瓦斯气体浓度检测系统所存在的不足,给出了基于Lambert-Beer理论设计的红外气体浓度监测系统的新型方法。这种新型方法可以克服传统传感器的种种弊端．同时具有成本低廉、安装方便,受实际环境限制小等优点。