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)場可編程門陣列(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,其高性價比和強可重構(gòu)性等特點使得相關(guān)課題組都采用基于FPGA的高速電子學(xué)設(shè)備來滿足量子調(diào)控實驗中的高速實驗需求。本文基于課題組量子調(diào)控實驗的需求研制了基于FPGA的高分辨率脈沖發(fā)生器以及光子飛行時間記錄器。脈沖發(fā)生器所需脈沖信號的信息經(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。本文通過高速并轉(zhuǎn)串設(shè)計,使整個系統(tǒng)在滿足時序要求的基礎(chǔ)上能夠輸出高分辨率的脈沖信號。光子飛行時間記錄器設(shè)計分為硬件端的信號采集和軟件端的數(shù)據(jù)處理。硬件端的信號采集設(shè)計將計數(shù)與采集操作分開進行,計數(shù)操作完成以開始信號為基準(zhǔn)的同步計數(shù),采集操作則通過將光子信號作為采集時鐘完成信號到達時間的記錄。軟件端將讀出的數(shù)據(jù)進行提取,用于后續(xù)的實...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：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)用越來越廣泛。儀器測試，電路分析，芯片功能驗證等關(guān)鍵步驟都離不開一些電子學(xué)產(chǎn)品。工業(yè)上需要的設(shè)備一般速度在幾十到上百MHz，側(cè)重復(fù)雜邏輯以滿足工業(yè)需求；而科研上一般對速度要求較高，邏輯則....

圖1.2光探測磁共振系統(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。金剛石NV色心因其特殊的結(jié)構(gòu)帶來了諸多特性，如穩(wěn)定性，較長的相干時間等。基于這些特性，它被廣泛應(yīng)用于精密測量、量子傳感、高靈敏探測等領(lǐng)域[1-3]。而各實驗室也基于這個結(jié)構(gòu)進行了各種研究和應(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)控實驗中的脈沖序列

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4控的實驗為例[16-20]。如圖1.4，該實驗首先通過一段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。整個過程中激光、微波、計數(shù)器等都是在特定時序下....

圖2.1CLB結(jié)構(gòu)圖

第二章軟硬件開發(fā)平臺介紹7第二章開發(fā)環(huán)境介紹2.1硬件開發(fā)環(huán)境2.1.1FPGA介紹FPGA（Field-ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場可編程門陣列。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)計不可改變的缺點,同時又克服了原有可編程設(shè)備門電路....

本文編號：3979424