重離子物理是原子核物理研究的重要領(lǐng)域,重離子加速器是進(jìn)行重離子物理研究的最重要實(shí)驗(yàn)裝置之一。蘭州重離子加速器（Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL）是我國(guó)規(guī)模最大的重離子實(shí)驗(yàn)裝置,建成以來(lái),取得了如新核素合成,原子核質(zhì)量測(cè)量,癌癥治療等重大科研成果,使我國(guó)躋身重離子物理研究的國(guó)際先進(jìn)行列。HIRFL冷卻儲(chǔ)存環(huán)（Cooling Storage Ring, CSR）外靶實(shí)驗(yàn)主要研究方向?yàn)楹宋镔|(zhì)狀態(tài)方程研究,放射性束物理研究以及超核研究。TO探測(cè)器是CSR外靶實(shí)驗(yàn)中的重要組成部分,其由一系列多氣隙電阻板室（Multi-gap Resistive Plate Chamber, MRPC）組成。TO探測(cè)器位于外靶實(shí)驗(yàn)裝置的最前端,放射性束流打靶后產(chǎn)生的帶電粒子通過(guò)MRPC,與MRPC內(nèi)部的工作氣體發(fā)生相互作用,從而產(chǎn)生探測(cè)器信號(hào),通過(guò)對(duì)MRPC探測(cè)器信號(hào)進(jìn)行高精度時(shí)間測(cè)量,可得到放射性束流打把的時(shí)間信息,從而為其他的子探測(cè)器系統(tǒng)提供精確的時(shí)間起點(diǎn)。本論文針對(duì)CSR外靶實(shí)驗(yàn)TO探測(cè)器的性能指標(biāo)與應(yīng)用需求,進(jìn)行了時(shí)間數(shù)字變換技術(shù)的研究,并具體實(shí)現(xiàn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 HIRFL CSR外靶實(shí)驗(yàn)
    1.2 外靶實(shí)驗(yàn)T0探測(cè)器系統(tǒng)
    1.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第二章 物理實(shí)驗(yàn)中的時(shí)間數(shù)字變換技術(shù)
    2.1 模擬型TDC技術(shù)
        2.1.1 TAC+ADC型TDC
        2.1.2 Wilkinson型TDC
    2.2 數(shù)字型TDC技術(shù)
        2.2.1 flash型TDC
            2.2.1.1 最基本的flash型TDC
            2.2.1.2 采用延時(shí)鎖定環(huán)(Delay-Locked Loop,DLL)的flash型TDC
        2.2.2 Vernier TDC
            2.2.2.1 基本的Vernier TDC
            2.2.2.2 Vernier延時(shí)鏈(Delay Line)TDC
        2.2.3 Σ-△ TDC
        2.2.4 流水線(Pipeline)型TDC
        2.2.5 逐次逼近(Successive Approximation)型TDC
        2.2.6 脈沖收縮(Pulse-Shrinking)型TDC
    2.3 基于FPGA的TDC
        2.3.1 時(shí)鐘分相位FPGA TDC
        2.3.2 脈沖收縮(Pulse Shrinking)FPGA TDC
        2.3.3 級(jí)聯(lián)延時(shí)鏈(Tapped Delay Line,TDL)FPGA TDC
        2.3.4 Vernier FPGA TDC
        2.3.5 Vernier延時(shí)鏈(Vernier Delay Line,VDL)FPGA TDC
        2.3.6 Wave Union FPGA TDC
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 T0探測(cè)器時(shí)間數(shù)字變換模塊設(shè)計(jì)
    3.1 設(shè)計(jì)方案與整體結(jié)構(gòu)
    3.2 關(guān)鍵電路的實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 時(shí)間測(cè)量模塊
            3.2.1.1 單通道雙沿時(shí)間測(cè)量的基本原理
            3.2.1.2 單通道雙沿時(shí)間測(cè)量的具體實(shí)現(xiàn)
        3.2.2 自觸發(fā)及觸發(fā)匹配模塊
            3.2.2.1 CSR外靶實(shí)驗(yàn)觸發(fā)電子學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
            3.2.2.2 T0探測(cè)器時(shí)間數(shù)字變換模塊自觸發(fā)及觸發(fā)匹配模塊設(shè)計(jì)
        3.2.3 時(shí)鐘模塊
        3.2.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊
    3.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 數(shù)字變換模塊測(cè)試
    4.1 時(shí)間數(shù)字變換性能測(cè)試
        4.1.1 測(cè)試板設(shè)計(jì)
        4.1.2 測(cè)試平臺(tái)
        4.1.3 非線性測(cè)試
        4.1.4 時(shí)間精度測(cè)試
            4.1.4.1 時(shí)間測(cè)量精度的理論分析
            4.1.4.2 時(shí)間測(cè)量精度的測(cè)試結(jié)果
    4.2 自觸發(fā)與觸發(fā)匹配功能測(cè)試
        4.2.1 自觸發(fā)模塊功能測(cè)試
        4.2.2 觸發(fā)匹配模塊功能測(cè)試
    4.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
攻讀學(xué)位期間發(fā)表及待發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]蘭州重離子加速器研究裝置HIRFL[J]. 夏佳文,詹文龍,魏寶文,原有進(jìn),趙紅衛(wèi),楊建成,石健,盛麗娜,楊維青,冒立軍.  科學(xué)通報(bào). 2016(Z1)
[2]A low dead time vernier delay line TDC implemented in an actel flash-based FPGA[J]. QIN Xi,FENG Changqing,ZHANG Deliang,ZHAO Lei,LIU Shubin,AN Qi.  Nuclear Science and Techniques. 2013(04)
[3]粒子物理實(shí)驗(yàn)中的精密時(shí)間間隔測(cè)量[J]. 安琪.  核技術(shù). 2006(06)

博士論文
[1]HIRFL-CSR外靶實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)傳輸和觸發(fā)判選研究[D]. 康龍飛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3572127