基于sopc的~3he管读出电子学系统的研制

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1、硕士学位论文3基于SOPC的He管读出电子学系统的研制制作者姓名卢俊平学科专业电路与系统指导教师冯久超教授宋跃教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2015年4月3DevelopmentontheHeTubeReadoutElectronicsSystemBasedonSOPCADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LuJunpingSupervisor:Prof.FengJiuchaoProf.SongYueSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Chi

2、na分类号：TP274学校代号：10561学号：201220107917华南理工大学硕士学位论文3基于SOPC的He管读出电子学系统的研制作者姓名：卢俊平指导教师姓名、职称：冯久超、教授宋跃、教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电路与系统研究方向：嵌入式系统与SOC设计论文提交日期：2015年04月23日论文答辩日期：2015年06月08日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：殷瑞祥教授委员：余华教授吴宗泽副教授余卫宇副教授冯久超教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的

3、研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论

4、文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打―√‖)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要中子以其不带电、穿透能力强的优势在探测和了解微观世界中起到重要作用。近年来，随着国内外中子技术应用范围的加深加广，中子探测的实验装置——中子粉末衍射谱仪成为世界各

5、国科学家研究的热点。在中子粉末衍射谱仪系统中，为了获得物3质的微观结构信息和运动状态，采用He管作为二维位置灵敏探测器进行中子探测来记3录散射出来的中子的位置及飞行时间，而He管的后续读出电子学系统进行处理、保存3和传送携带时间与位置信息的电信号。本文以项目“通用粉末衍射谱仪1英寸He管读出电子学设备研制”为背景，利用可编程片上系统SOPC技术和光纤通信技术，设计了3一种了基于SOPC的中子粉末衍射谱仪He管读出电子学系统。在研究和剖析了国内外中子粉末衍射谱仪在电子学设备读取应用的基础上，设计了读出电子学系统，它的工作流程是：先经过前置放大器放大后，再经过滤波、

6、成形、数字化等一系列处理，然后通过FPGA处理可以获得所需要的电荷及时间信息，并将获得的携带时间与位置信息的数据送到后续在线系统进行进一步具体的计算和解析，进而用户可由采集到得散射出来的中子的飞行时间和入射位置而得到被测物质的信息。其中系统在处理数据时使用高性能的FPGA，大大提高的数据的处理速度；而在传输获取的数据上采用光纤传输，利用光纤线路抗干扰、传输损耗低优点提高了系统读取信息的准确度和传输速度。3本文主要内容是He管读出电子学读出系统的各部分电路的结构的设计、研制和测试。首先设计了以FPGA为核心的数据采集模块、光模块等的硬件实现电路；其次在自顶向下的思

7、想的指导下设计了AD数据采集控制器IP核并搭建的电子学读出系统的SOPC系统；最后下载到FPGA主板上通过逻辑分析仪上进行了在线时序测试并在NiosIIIDE编写程序进行了运行调试。经过运行测试，该系统满足设计需求，是一套集数据采集、数据存储和数据传输的系统。3关键字：He管；FPGA；SOPC；光纤通信；数据采集IAbstractNeutron,whichhastheadvantageofnochargeandstrongpenetration,wasusedtodetectandunderstandthemicroscopicworld.Inrecentye

8、ars,neutronp