博士论文-CSNS RCS中BPM电子学系统的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 关晓磊 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 赵京伟 ; 赵豫斌 |
| 关键词 | CSNS RCS PUE COD 信号调理 FPGA CPLD VME |
| 学位专业 | 核技术及应用 |
| 中文摘要 | 未来的中国散裂中子源（CSNS）工程的快循环质子同步加速器（RCS）中，将要安置多种束测元件，其中束流位置探测（BPM）系统是最重要的束测元件之一，它用来计算和记录束流位置信息。文中调研了多种BPM信号处理方法，并根据CSNS RCS中质子束的束流参数以及引出信号的特点以及其他的加速器物理需求，借鉴应用于其他加速器中的成熟的BPM电子学系统，进行了新的模拟处理方法的探索以及尝试在经典的数字处理方法中采用新的技术，进而确定了此项目中BPM电子学解决方案，最终设计和实现了BPM读出电子学的功能样机。; 束流参数不断变化，RCS加速器物理方面要求系统实现单次和闭轨（COD）两种工作模式，并且单次模式中要实现30s的位置信息的数据缓存。于是经典的BPM电子学处理方法不完全适用，系统需要对模拟处理电路进行创新并对数字部分的数据处理以及缓存的能力也提出了更高的要求。文中介绍了BPM读出电子学系统功能样机的研发工作，其中包括的系统总体结构的确定，关键电子元件的选型，模拟前端（AFE）和数字前端（DFE）的设计实现，FPGA和CPLD中的固件开发，以及测试程序的编写。课题的重点和难点在于模拟电路的信号调理，以及数字部分的数据处理算法，论文就此进行了详细论述。; 样机模拟部分实现了四个模拟通道的自动可变增益放大和衰减，工作模式切换，时钟扇出，以及250MSPS的AD采样；数字部分实现了通过CPLD对FPGA进行在线加载，并在FPGA内部实现了高速数字信号处理，各种接口和控制逻辑以及通过大容量的 DDR2 SDRAM缓存各种数据处理结果。最后，文章给出了在现有条件下针对此样机的初步评测结果。系统满足了RCS调束初期BPM探头引出的小信号能够被捕捉到的要求，单次和COD模式测量的位置精度满足了束流位置读出的预期指标。此样机为今后的CSNS工程中RCS装置试运行的质子束位置探测打下了基础。 |
| 学科主题 | 核技术及应用 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210526]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 关晓磊. 博士论文-CSNS RCS中BPM电子学系统的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。