發(fā)布時(shí)間：2021-05-07 20:36

　　隨著科學(xué)研究與生產(chǎn)力的發(fā)展,光電檢測(cè)技術(shù)以其較高的靈敏度、超快的響應(yīng)速度、極低的噪聲等優(yōu)點(diǎn)及相對(duì)較低的開發(fā)成本,使國(guó)內(nèi)外對(duì)光電技術(shù)的發(fā)展日益重視,已形成現(xiàn)代高新技術(shù)的光電子產(chǎn)業(yè)。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中往往會(huì)遇到不同強(qiáng)度的光信號(hào),它們的信號(hào)強(qiáng)度可能是隨著時(shí)間而量級(jí)差距較大,這就對(duì)我們的探測(cè)系統(tǒng)提出了要具有高靈敏度,快速的響應(yīng)速度,還應(yīng)該具有高精度的增益改變能力,使得信號(hào)采集可以更好的呈現(xiàn)。本文充分調(diào)研了當(dāng)前已經(jīng)存在的光電檢測(cè)原理及應(yīng)用,針對(duì)磁約束托卡馬克裝置等離子體信號(hào)檢測(cè)實(shí)際問題與需求,結(jié)合光電檢測(cè)系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)的方法研究,選擇以調(diào)節(jié)光電倍增管（Photomultiplier Tube,PMT）模塊增益的方式,設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的光電檢測(cè)增益控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上位機(jī)軟件控制,下位機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的方式,通過(guò)Verilog HDL語(yǔ)言編寫程序輸出上位機(jī)控制電壓,實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)系統(tǒng)的增益遠(yuǎn)程控制。首先介紹了增益控制系統(tǒng)的單板系統(tǒng)設(shè)計(jì),單板硬件實(shí)現(xiàn)包括主要器件選型和系統(tǒng)電路設(shè)計(jì);單板軟件設(shè)計(jì)則從FPGA程序和用戶軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分詳細(xì)介紹了各分模塊設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)室和2019年EAST秋季放電實(shí)驗(yàn)D... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)
    1.3 增益控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文的工作內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 光電檢測(cè)系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)方式研究
    2.1 光電檢測(cè)系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)綜述
    2.2 PMT增益調(diào)節(jié)方法研究
        2.2.1 PMT簡(jiǎn)介
        2.2.2 PMT主要性能指標(biāo)
        2.2.3 PMT模塊(集成電源模塊)
        2.2.4 PMT電流增益與電壓關(guān)系
        2.2.5 PMT電流增益與控制電壓關(guān)系標(biāo)定
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于FPGA的光電檢測(cè)增益控制系統(tǒng)單板系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)工作原理
    3.2 增益控制系統(tǒng)單板硬件實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 系統(tǒng)器件選型
        3.2.2 增益控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
    3.3 增益控制系統(tǒng)單板軟件設(shè)計(jì)
        3.3.1 開發(fā)軟件介紹
        3.3.2 FPGA軟件設(shè)計(jì)
        3.3.3 用戶軟件設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于FPGA的增益控制系統(tǒng)單板系統(tǒng)性能測(cè)試
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
    4.2 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試
        4.2.1 噪音測(cè)試
        4.2.2 精度測(cè)試
        4.2.3 系統(tǒng)增益穩(wěn)定性測(cè)試
    4.3 EAST現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于FPGA的光電檢測(cè)增益控制系統(tǒng)多板系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 多板系統(tǒng)工作原理
    5.2 多板系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.2.1 擴(kuò)展通信電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 擴(kuò)展多通道程序設(shè)計(jì)
    5.3 設(shè)計(jì)程序與驗(yàn)證
        5.3.1 軟件設(shè)計(jì)與仿真
        5.3.2 板級(jí)噪音測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 課題工作內(nèi)容與總結(jié)
    6.2 課題不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW的串行通信接口設(shè)計(jì)[J]. 張暉,高萍萍.  通信電源技術(shù). 2020(04)
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[3]HgCdTe雪崩光電二極管的研究進(jìn)展[J]. 宋淑芳,王小菊,田震.  激光與紅外. 2019(10)
[4]基于FPGA的線陣CCD激光采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 孟蔓菁,鄒彤,劉海波.  大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2019(10)
[5]光電檢測(cè)系統(tǒng)的微弱信號(hào)檢測(cè)研究[J]. 覃貴禮,王顯梅.  科技通報(bào). 2019(09)
[6]基于DSP的光電信號(hào)精密檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 景月娟,張曉麗.  激光雜志. 2019(09)
[7]計(jì)算機(jī)串口通信分析[J]. 謝子馨.  通信電源技術(shù). 2019(09)
[8]EAST中快離子Dα診斷光電檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 劉冬梅,駱凡,常加峰,黃娟,熊魁,周峰,岳長(zhǎng)喜,李智成.  核聚變與等離子體物理. 2019(03)
[9]可編程邏輯器件在電力電子控制技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 李靜茹.  科技風(fēng). 2019(19)
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博士論文
[1]EAST托卡馬克高約束模式下金屬雜質(zhì)行為研究[D]. 許棕.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]LHAASO實(shí)驗(yàn)中大動(dòng)態(tài)范圍光電倍增管性能研究[D]. 趙曉坤.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]光電倍增管信號(hào)誘導(dǎo)噪聲的特性分析[D]. 王璐.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心) 2019
[2]基于FPGA的低功耗串口通信驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[D]. 董坤.淮北師范大學(xué) 2019
[3]基于FPGA的數(shù)字加速度計(jì)設(shè)計(jì)[D]. 郭浩.西安電子科技大學(xué) 2018
[4]用于測(cè)量EAST等離子體小幅度電子溫度漲落的CECE診斷的研制[D]. 曹騎佛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[5]高精度光電檢測(cè)系統(tǒng)的研制[D]. 張現(xiàn)乾.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]光電二極管放大電路設(shè)計(jì)[D]. 陳彥濤.陜西師范大學(xué) 2014
[7]微弱光信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 曾水生.福建師范大學(xué) 2013
[8]光電檢測(cè)電路的噪聲分析與處理[D]. 韓勇.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[9]光電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王立婷.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3174022