低電平控制系統(tǒng),英文簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)LRFCS(Low Level Radiation Frequency Control System),主要應(yīng)用于超導(dǎo)加速器或者超導(dǎo)加速艙等加速器領(lǐng)域。其主要功能是穩(wěn)定高頻腔的頻率、高頻信號(hào)的幅度和相位在一定的范圍,并使超導(dǎo)腔能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作,超導(dǎo)腔的性能指標(biāo)對(duì)束流品質(zhì)影響很大。近年來,低電平技術(shù)逐漸從模擬低電平控制技術(shù)向數(shù)字IQ技術(shù)發(fā)展,這大大提高了低電平系統(tǒng)的性能,并且對(duì)低電平系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)提出了很高的要求。本項(xiàng)目采用高性能FPGA作為主控芯片,高效的ADC+FPGA+DAC數(shù)據(jù)處理架構(gòu)具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理解調(diào)電路,主控制板集成標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)高速接口、高速USB接口搭建起可進(jìn)行高速信號(hào)矢量IQ解調(diào)、大容量存儲(chǔ)和可實(shí)時(shí)與上位機(jī)通信等功能的復(fù)雜低電平控制系統(tǒng)。論文研究的主要內(nèi)容包括:1、對(duì)低電平控制系統(tǒng)各個(gè)模塊功能需求進(jìn)行了分析,通過對(duì)低電平控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的介紹,確定了低電平控制系統(tǒng)整體構(gòu)架和硬件電路的方案設(shè)計(jì)。2、在低電平控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,高速信號(hào)采集的硬件實(shí)現(xiàn)具體包括了系統(tǒng)采樣時(shí)鐘電路和采樣電路的硬件設(shè)計(jì)等;高速數(shù)字信號(hào)處理模塊的硬件實(shí)現(xiàn)具體包括了FPGA芯片的選型、FPGA芯片的管腳資源分配和板載數(shù)據(jù)緩存硬件電路的設(shè)計(jì)等;數(shù)據(jù)接口模塊的硬件實(shí)現(xiàn)具體包括了以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口、高速USB總線接口的硬件電路設(shè)計(jì)等;最后設(shè)計(jì)了數(shù)字信號(hào)恢復(fù)部分的硬件電路。3、對(duì)于電源模塊的設(shè)計(jì),統(tǒng)計(jì)并分析了整個(gè)低電平控制系統(tǒng)的電源種類及其功耗需求,設(shè)計(jì)了符合要求的電源電路。4、最后對(duì)所設(shè)計(jì)的低電平系統(tǒng)電源模塊以及FPGA開發(fā)板的硬件電路設(shè)計(jì)部分進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明本論文硬件電路設(shè)計(jì)的正確性,能夠滿足低電平控制系統(tǒng)項(xiàng)目的需求,從而驗(yàn)證了論文方案設(shè)計(jì)的正確性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TL53
【部分圖文】：

2圖 1.1 SNS 中超導(dǎo)艙剖視圖和實(shí)物圖中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域起步晚，雖然北京大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院核物理研究所、中科院高能物理研究所、上海應(yīng)用物理研究所正在努力發(fā)展我國(guó)的超導(dǎo)技術(shù)，但至今還沒有形成自己成熟的技術(shù)體系。例如：BEPCII 和上海光源所用的超導(dǎo)艙是從日本等國(guó)高價(jià)購買的（上海光源從德國(guó) ACCEL購買的一個(gè)單單元腔超導(dǎo)艙價(jià)格是 130 多萬美元）。發(fā)展我國(guó)自己的超導(dǎo)技術(shù)已刻不容緩�，F(xiàn)在是發(fā)展我國(guó)超導(dǎo)加速器技術(shù)的關(guān)鍵時(shí)刻。特別是發(fā)展超導(dǎo)艙技術(shù)。一旦中國(guó)形成了自己的技術(shù)體系，超導(dǎo)艙的造價(jià)就會(huì)顯著的降低，在此基礎(chǔ)上，中國(guó)就可以制造出世界最前沿的能源、材料和生物科研儀器。該技術(shù)產(chǎn)品

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文是基于模擬技術(shù)，由于模擬技術(shù)本身的缺陷，例如，模擬技術(shù)大量使用模擬器體積大，響應(yīng)速度慢，系統(tǒng)更新和調(diào)試不方便等都是使用模擬技術(shù)無法避免的問控制器的性能受限，而進(jìn)入二十一世紀(jì)，大多使用數(shù)字控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高頻低饋控制[10]。.1 低電平控制系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀瑞士光源采用 ELETTRA 型高頻腔[11]，采用模擬技術(shù)建造[12]。其低電平系統(tǒng) 1.2 所示[13]，180kW 連續(xù)波速管通過波導(dǎo)供給能量，檢波器產(chǎn)生的幅度與參考較，得到的誤差信號(hào)用來控制主路的衰減器，使腔上電壓幅度保持不變。

加拿大光源低電平系統(tǒng)的幅度和相位環(huán)路
【參考文獻(xiàn)】

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1 張志剛;同步輻射光源增強(qiáng)器高頻數(shù)字化低電平系統(tǒng)研制[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）;2015年

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本文編號(hào)：2835486