高速電子學(xué)設(shè)備在工業(yè)以及科研領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用�；诂F(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的高速設(shè)備因其可編程性、靈活性、低成本等特點(diǎn)逐漸被各行各業(yè)所采用。尤其在量子物理領(lǐng)域,其高性價(jià)比和強(qiáng)可重構(gòu)性等特點(diǎn)使得相關(guān)課題組都采用基于FPGA的高速電子學(xué)設(shè)備來(lái)滿足量子調(diào)控實(shí)驗(yàn)中的高速實(shí)驗(yàn)需求。本文基于課題組量子調(diào)控實(shí)驗(yàn)的需求研制了基于FPGA的高分辨率脈沖發(fā)生器以及光子飛行時(shí)間記錄器。脈沖發(fā)生器所需脈沖信號(hào)的信息經(jīng)PC端編碼后,被打包發(fā)送至FPGA,最終的編碼數(shù)據(jù)是以128bit為單位的總大小為1024Bytes的數(shù)據(jù)包。FPGA端接收數(shù)據(jù)后,先存儲(chǔ)至DDR3 SDRAM中,等待PC端命令完成數(shù)據(jù)的解碼與輸出。本文通過(guò)高速并轉(zhuǎn)串設(shè)計(jì),使整個(gè)系統(tǒng)在滿足時(shí)序要求的基礎(chǔ)上能夠輸出高分辨率的脈沖信號(hào)。光子飛行時(shí)間記錄器設(shè)計(jì)分為硬件端的信號(hào)采集和軟件端的數(shù)據(jù)處理。硬件端的信號(hào)采集設(shè)計(jì)將計(jì)數(shù)與采集操作分開(kāi)進(jìn)行,計(jì)數(shù)操作完成以開(kāi)始信號(hào)為基準(zhǔn)的同步計(jì)數(shù),采集操作則通過(guò)將光子信號(hào)作為采集時(shí)鐘完成信號(hào)到達(dá)時(shí)間的記錄。軟件端將讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,用于后續(xù)的實(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1NV色心結(jié)構(gòu)

第一章緒論1第一章緒論1.1研究背景隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高速電子學(xué)設(shè)備在工業(yè)和科研領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。儀器測(cè)試，電路分析，芯片功能驗(yàn)證等關(guān)鍵步驟都離不開(kāi)一些電子學(xué)產(chǎn)品。工業(yè)上需要的設(shè)備一般速度在幾十到上百M(fèi)Hz，側(cè)重復(fù)雜邏輯以滿足工業(yè)需求；而科研上一般對(duì)速度要求較高，邏輯則....

圖1.2光探測(cè)磁共振系統(tǒng)

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文2很常見(jiàn)。金剛石NV色心因其特殊的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了諸多特性，如穩(wěn)定性，較長(zhǎng)的相干時(shí)間等�；谶@些特性，它被廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量、量子傳感、高靈敏探測(cè)等領(lǐng)域[1-3]。而各實(shí)驗(yàn)室也基于這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了各種研究和應(yīng)用。圖1.2展示的是我們基于金剛石NV色心的光....

圖1.4量子調(diào)控實(shí)驗(yàn)中的脈沖序列

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4控的實(shí)驗(yàn)為例[16-20]。如圖1.4，該實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)一段532nm激光將電子自旋態(tài)以較高保真度初始化到ms=0基態(tài)上，隨后施加微波脈沖序列實(shí)現(xiàn)電子自旋態(tài)翻轉(zhuǎn)，最后利用激光讀出NV電子自旋熒光信息。整個(gè)過(guò)程中激光、微波、計(jì)數(shù)器等都是在特定時(shí)序下....

圖2.1CLB結(jié)構(gòu)圖

第二章軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹7第二章開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹2.1硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境2.1.1FPGA介紹FPGA（Field-ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列。作為一種可編程設(shè)備，它解決了ASIC(專用集成電路)內(nèi)部設(shè)計(jì)不可改變的缺點(diǎn),同時(shí)又克服了原有可編程設(shè)備門(mén)電路....

本文編號(hào)：3979424