托卡马克信号调理技术研究

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1、分类号学号M201271358学校代码10487密级硕士学位论文托卡马克信号调理技术研究学位申请人潘明俊学科专业：电气工程指导教师：王之江副教授答辩日期：2015.5.21AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheStudyonSignalConditioningTechnologyinTokomakCandidate:PanMingjunMajor:ElectricalE

2、ngineeringSupervisor:Asso.Prof.WangZhijiangHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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结果由本人承担。学位论文作者

3、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：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要当前主流核聚变研究装置托卡马克是一种复杂的电磁

4、装置系统，实验运行时装置周围空间电磁环境极其复杂。大量的实验信号在传输过程中容易受到环境的干扰，同时也不能完全满足数据采集系统信号采集的要求。因此，研究系统信号调理技术，对托卡马克装置相关实验信号进行抗干扰处理、信号隔离放大，是数据采集系统不可或缺的重要环节，对于保证实验信号的准确采集获取，保证装置可靠运行有着十分重要的意义。本文依据J-TEXT装置数据采集系统信号传输对实验信号调理的需求，研究信号光传输系统和信号隔离技术，并设计和研制了相应的信号调理电路系统进行实际应用。为了解决物理位置分布不一、距离中央控制系统

5、较远子系统，触发信号的准确性和可靠性问题，本文基于信号光传输技术，设计与改造了J-TEXT装置数字光纤传输系统，完成了信号光传输系统光发送电路与光接收电路的设计与研制，实现信号传输延时小于100ns，并且系统能为负载提供400mA以上的驱动电流。这套系统已经在J-TEXT装置电机调速系统和其他子系统中实际运用，信号光传输系统对信号相关信号调理效果明显，性能稳定，可靠性较好。为了实现复杂空间电磁环境下特定系统的信号传输，本文研究了数字信号隔离技术与模拟信号隔离技术。设计和研制了用于短距离系统数字信号隔离传输的模块电路

6、，电路实现对600kHz信号真实传输，应用于实际系统能较好驱动继电器等多种负载；同时本文设计研制了与NI采集卡匹配较好的电容耦合隔离箱，能实现50kHz带宽信号隔离传输；设计了2.7MHz带宽光耦模拟信号隔离电路，结合J-TEXT装置静电探针悬浮电位测量系统实验测试，性能可靠。本文还对数据采集系统信号传输与接入相关技术进行研究，设计并研制了部分电路系统，对相应电路进行模块化设计，在实际系统使用较好地实现预期信号调理功能。本文所研究的信号调理技术和设计的多种信号调理电路与系统，已在J-TEXT装置系统中实际应用，效果

7、较好，为装置的实验运行提供了有效的保障。关键词：J-TEXT信号调理信号传输信号隔离模块化I华中科技大学硕士学位论文AbstractThecurrentmainstreamfusionresearchdevicetokamakisakindofcomplexelectromagneticdevicesystem.Whenthedischargeexperimentsofthetokamakwereinoperation,thereareextremelycomplexelectromagneticenvironme

8、ntaroundthere,andthereisalargeamountofsignalsaroundthedevice.Thereisalargenumberofexperimentssignalneedtotransmittothedataacquisitionsystemforacquisitionandstorage.Duringtransmissi