高溫等離子體很多參數(shù)無法直接測量,必須采用一些間接方式獲得。等離子體在放電過程中會輻射出大量光譜信號,通過對這些光信號的測量,能推斷出等離子體許多重要參數(shù)與相關運行狀態(tài)。光譜診斷中普遍使用陣列型光電探測器,探測器可以將接收到的光信號轉(zhuǎn)成微弱的電流信號。為了便于采集和分析,需要根據(jù)探測器自身特性設計合適的放大電路。在托卡馬克裝置放電時,整個探測系統(tǒng)處在一個大電流、高電壓和強磁場的復雜環(huán)境中,因此需要充分考慮多道光電探測系統(tǒng)的電磁兼容能力。本文以AXUV熱輻射診斷系統(tǒng)為例,詳細討論了多道光電探測系統(tǒng)的設計過程。在充分調(diào)研了三類光電探測器工作原理的基礎上,對多種放大電路進行了對比分析,選擇了適合陣列型探測器的跨阻放大（TIA）電路。對跨阻放大電路的穩(wěn)定性、帶寬和噪聲做了詳細分析,并且利用電路仿真給出了采用頻率補償技術(shù)提升系統(tǒng)帶寬的優(yōu)化方案。通過對電路板合理布局以及采用適當?shù)慕拥嘏c屏蔽,完善了多通道放大電路的電磁兼容性能。通過實驗測試,驗證了光電探測系統(tǒng)穩(wěn)定工作時,可以達到500kHz帶寬、噪聲電壓均方根值（RMS）660uV的高性能。設計制作的工程樣機成功應用到了J-TEXT托卡馬克熱輻射診... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 J-TEXT托卡馬克裝置介紹
    1.2 本課題研究背景
    1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析
    1.4 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
2 光電探測器工作原理
    2.1 光電探測器基本工作原理
    2.2 光電探測器對電路設計的需求
    2.3 小結(jié)
3 基于AXUV熱輻射診斷的多道光電探測系統(tǒng)設計
    3.1 AXUV熱輻射診斷介紹與設計需求
    3.2 電路方案的分析與選擇
    3.3 光電二極管跨阻電路分析
    3.4 電路方案性能優(yōu)化
    3.5 電路PCB板設計與測試
    3.6 電磁兼容方案及實驗結(jié)果分析
    3.7 小結(jié)
4 多道光電探測系統(tǒng)在J-TEXT光譜診斷中的應用
    4.1 基于Ha 和CIII線輻射PDA陣列的初步設計
    4.2 基于束發(fā)射譜APD陣列的初步設計
    4.3 基于單色光診斷的PMT陣列的初步設計
    4.4 小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種傳感器頻率特性補償電路的設計與實現(xiàn)[J]. 賈文卓,曾樂,陳曉闖.  無線電工程. 2013(08)
[2]微弱光電流信號放大器的設計[J]. 楊茂,胡立群,段艷敏,毛松濤.  核電子學與探測技術(shù). 2011(07)
[3]J-TEXT托卡馬克裝置上Hα輻射觀測系統(tǒng)[J]. 高麗,莊革,胡希偉,王維軍.  現(xiàn)代科學儀器. 2008(05)
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[5]AXUV光電二極管探測器在聚變裝置HL-2A熱輻射測量系統(tǒng)上的應用[J]. 余國剛,潘宇東,劉儀.  核電子學與探測技術(shù). 2006(06)
[6]光電倍增管的噪聲分析和建模[J]. 郭從良,孫金軍,方容川,曾丹,葛仕明.  光學技術(shù). 2003(05)
[7]用于陣列探測器的多陽極光電倍增管特性研究[J]. 許荔柏,李元景,李玉蘭,王少峰.  核電子學與探測技術(shù). 2002(04)

博士論文
[1]J-TEXT托卡馬克歐姆放電條件下熱輻射功率的測量與分析[D]. 張靜.華中科技大學 2012

碩士論文
[1]托卡馬克裝置中性束的光譜診斷研究[D]. 劉仔莉.電子科技大學 2011



本文編號：3059120