發(fā)布時間：2021-05-07 20:36

　　隨著科學研究與生產(chǎn)力的發(fā)展,光電檢測技術(shù)以其較高的靈敏度、超快的響應速度、極低的噪聲等優(yōu)點及相對較低的開發(fā)成本,使國內(nèi)外對光電技術(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)。在實際的檢測過程中往往會遇到不同強度的光信號,它們的信號強度可能是隨著時間而量級差距較大,這就對我們的探測系統(tǒng)提出了要具有高靈敏度,快速的響應速度,還應該具有高精度的增益改變能力,使得信號采集可以更好的呈現(xiàn)。本文充分調(diào)研了當前已經(jīng)存在的光電檢測原理及應用,針對磁約束托卡馬克裝置等離子體信號檢測實際問題與需求,結(jié)合光電檢測系統(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,設計了一種基于FPGA的光電檢測增益控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上位機軟件控制,下位機硬件實現(xiàn)相結(jié)合的方式,通過Verilog HDL語言編寫程序輸出上位機控制電壓,實現(xiàn)光電檢測系統(tǒng)的增益遠程控制。首先介紹了增益控制系統(tǒng)的單板系統(tǒng)設計,單板硬件實現(xiàn)包括主要器件選型和系統(tǒng)電路設計;單板軟件設計則從FPGA程序和用戶軟件設計兩個部分詳細介紹了各分模塊設計。在實驗室和2019年EAST秋季放電實驗D... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：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 光電檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢
    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 光電檢測系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)方式研究
    2.1 光電檢測系統(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簡介
        2.2.2 PMT主要性能指標
        2.2.3 PMT模塊(集成電源模塊)
        2.2.4 PMT電流增益與電壓關系
        2.2.5 PMT電流增益與控制電壓關系標定
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于FPGA的光電檢測增益控制系統(tǒng)單板系統(tǒng)設計
    3.1 系統(tǒng)工作原理
    3.2 增益控制系統(tǒng)單板硬件實現(xiàn)
        3.2.1 系統(tǒng)器件選型
        3.2.2 增益控制系統(tǒng)電路設計
    3.3 增益控制系統(tǒng)單板軟件設計
        3.3.1 開發(fā)軟件介紹
        3.3.2 FPGA軟件設計
        3.3.3 用戶軟件設計
    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)性能測試
    4.1 實驗系統(tǒng)搭建
    4.2 實驗室測試
        4.2.1 噪音測試
        4.2.2 精度測試
        4.2.3 系統(tǒng)增益穩(wěn)定性測試
    4.3 EAST現(xiàn)場測試及數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于FPGA的光電檢測增益控制系統(tǒng)多板系統(tǒng)設計
    5.1 多板系統(tǒng)工作原理
    5.2 多板系統(tǒng)設計
        5.2.1 擴展通信電路設計
        5.2.2 擴展多通道程序設計
    5.3 設計程序與驗證
        5.3.1 軟件設計與仿真
        5.3.2 板級噪音測試
    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
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW的串行通信接口設計[J]. 張暉,高萍萍.  通信電源技術(shù). 2020(04)
[2]PIN-TIA光電探測器光電流檢測電路的RLS去噪[J]. 舒斌,顏科,仲順順.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(24)
[3]HgCdTe雪崩光電二極管的研究進展[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)設計[J]. 孟蔓菁,鄒彤,劉海波.  大地測量與地球動力學. 2019(10)
[5]光電檢測系統(tǒng)的微弱信號檢測研究[J]. 覃貴禮,王顯梅.  科技通報. 2019(09)
[6]基于DSP的光電信號精密檢測系統(tǒng)設計[J]. 景月娟,張曉麗.  激光雜志. 2019(09)
[7]計算機串口通信分析[J]. 謝子馨.  通信電源技術(shù). 2019(09)
[8]EAST中快離子Dα診斷光電檢測系統(tǒng)的設計[J]. 劉冬梅,駱凡,常加峰,黃娟,熊魁,周峰,岳長喜,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)中的應用[J]. 李靜茹.  科技風. 2019(19)
[10]日盲型光電倍增管的制備及性能研究[J]. 黨向瑜.  光電工程. 2019(06)

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.中國科學技術(shù)大學 2017
[2]LHAASO實驗中大動態(tài)范圍光電倍增管性能研究[D]. 趙曉坤.中國科學技術(shù)大學 2017

碩士論文
[1]光電倍增管信號誘導噪聲的特性分析[D]. 王璐.中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心) 2019
[2]基于FPGA的低功耗串口通信驅(qū)動電路設計[D]. 董坤.淮北師范大學 2019
[3]基于FPGA的數(shù)字加速度計設計[D]. 郭浩.西安電子科技大學 2018
[4]用于測量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.中國科學技術(shù)大學 2017
[5]高精度光電檢測系統(tǒng)的研制[D]. 張現(xiàn)乾.合肥工業(yè)大學 2017
[6]光電二極管放大電路設計[D]. 陳彥濤.陜西師范大學 2014
[7]微弱光信號檢測系統(tǒng)的設計[D]. 曾水生.福建師范大學 2013
[8]光電檢測電路的噪聲分析與處理[D]. 韓勇.哈爾濱工程大學 2011
[9]光電檢測電路的設計及實驗研究[D]. 王立婷.吉林大學 2007



本文編號：3174022