机载激光遥感成像的激光回波波形数字化技术

首先介绍了机载激光遥感成像技术的基本原理 ,讨论了其关键组成部分的地面目标激光回波波形数字化电路的设计及其组成特点 ,叙述了该波形数字化电路的时序设计和数据存储结构 ,最后讨论了波形数字化结果的数据预处理方法及相关问题 ,得到了系统试验运行中获取的激光回波的有关预处理结果 ,它们将作为进一步生成地面三维图像和目标分类的数据源。

高性能波形数字化仪的研究

提出了一种具有高速高精度特点的波形数字化仪的设计方法,研究了基于混合滤波器组的非均匀采样校准处理技术、相位补偿方式多通道采样同步技术,以及数据分相技术实现大容量采样存储。文中详细论述了波形数字化仪系统体系结构、相关技术原理与实现方法。

基于光探针的超高速波形数字化测试系统的应用

介绍了基于光探针的超高速波形数字化系统的结构。采用倍频移相扫描法测量了高速集成电路芯片各级的功能。分析了芯片故障产生的原因和光探针测量的特点。

瞬态波形数字化在飞行时间测量中的应用研究

探讨了将瞬态波形数字化技术应用于粒子飞行时间 (TOF)测量中的可行性,并介绍了为了进行这一研究而设计的一个测试系统。经过测试,系统的采样率可达 1.4 Gsps,在 10 bit 变换精度下,微分非线性小于0.5 LSB, 积分非线性小于 8 LSB。通过采用乒乓工作方式,系统在 10 K/s 计数率时的事例丢失率约为 1%。

基于波形数字化的γ-γ符合测量

数字化符合测量是在传统符合测量基础上发展起来的一种辐射计量新技术。文章讨论了数字化符合测量系统和传统符合测量系统的差别,介绍了基于探测器信号波形数字化的符合测量原理。提出用实验室中常用的数字示波器来代替专用的模数转换电路,设计了示波器数据获取与处理程序,通过对示波器获得的波形序列进行数字处理,实现了数字化符合测量。用22Naβ+放射源通过传统符合测量系统进行检验,获得很好的结果。

非均匀取样信号数字频谱基本理论和高速波形数字化仪

迄今为止,有关数字信号处理理论的绝大部分文献都是假定取样是均匀的。然而在许多实际的数据采集系统中,由于取样时基的不理想,存在着非均匀取样的客观事实,且这种非均匀取样引入的误差不能忽略不计。本文首先推导非均匀取样信号的数字频谱表达式,然后详细介绍非均匀取样正弦信号频谱分析方法。分析发现:非均匀取样正弦信号含有均匀间隔线状谱线。此外,还以严谨的形式(closed form)获得了非均匀取样正弦信号信/噪比的表达式。随后,我们应用此理论分析了高速波形数字化仪中由于实际误差引入的谐波失真。最后,我们专门分析了为扩展目前单片式A/D转换器性能而利用前端并行交替取样/后端多路复用和随机等效取样技术的波形数字化仪的特性。理论分析已通过真实的波形数字化仪的实验结果得以证实。

波形数字化仪闪烁体探测器数据采集系统设计

设计了一套基于波形数字化仪VX1742的新型闪烁体探测器数据采集系统。利用^(22)Na放射源产生的γ射线对硅光电倍增管(SiPM)阵列耦合硅酸钇镥(LYSO)晶体条和硅酸钇镥晶体阵列组合成的两种闪烁体探测器进行照射,经该数据采集系统处理后,得到单个LYSO晶体条的能量分辨率为10.5%,LYSO晶体阵列位置分辨图清晰准确。实验结果表明,该套闪烁体数据采集系统能够完整记录波形信息,具有较高的数据传输效率和较强的抗干扰能力,有利于闪烁体探测器系统的性能提升和降低成本。

上升时间法的α/γ波形数字化实时甄别

基于CsI(Tl)探测器的α/γ波形甄别能力,采用上升时间法,设计了一种波形实时甄别系统,系统由高速ADC和高性能FPGA组成。介绍了实时甄别系统的方案设计和甄别算法设计,利用60 Coγ源、241 Amα源对实时系统进行了甄别测试。研究表明:设计的数字化实时波形甄别系统体积小,能实时甄别开α、γ粒子,甄别品质因子为0.687 5,事件计数率可达2.5×105 s-1。

Back-n波形数字化模块的数据实时读出方法

Back-n是中国散裂中子源(CSNS)的反角中子束线,适用于精密核数据的测量。该装置的谱仪读出电子学采用共性化设计方法,利用高速波形数字化技术精密采集探测器输出信号波形。为完成对两通道、1 GSps,12 bit采样数据的读出和板载外设的控制,可以使用一种基于FPGA的高速数据实时读出方法。该方法不仅实现了数据接收、缓存上传等通用需求,还通过软件配置满足了实时触发处理等针对特定物理实验的特性需求。此外,FPGA的灵活使通过固件更新支持新实验或添加新功能成为可能。测试结果表明,该方法能够适应Back-n波形数字化模块高速数据读出的需求,峰值处理能力可达24 Gbps,符合物理实验需求。目前,基于实时读出方法实现的波形数字化模块已完成中子源谱仪实验现场的安装,工作稳定。

基于开关电容阵列ASIC芯片的多通道波形数字化系统设计

基于开关电容阵列(SCA)技术可以实现超高速的波形数字化。本研究是基于实验室设计完成的FEL SCA芯片进行8通道2 Gsps的波形数字化模块的设计,电路的配置和读出控制功能集成在单个FPGA中完成,此外该模块还包含SDRAM缓存及USB接口。目前已在实验室环境下对其进行了直流电压测试、瞬态波形测试和带宽测试,测试结果表明,在FEL SCA芯片的输入动态范围100 m V～1 V之间,本波形数字化模块的INL好于1%,通道的RMS噪声约为1.76 m V,带宽约为450 MHz,达到设计目标。

用于波形数字化的JESD204B高速接口设计

随着高速波形数字化技术在核与粒子物理实验中的广泛应用,其对于ADC速度和精度需求日益增大,从而使电子学系统的PCB布局布线更加复杂、成本更高。为了简化设计,降低成本,提出了用于波形数字化的JESD204B的高速接口设计方法,介绍了JESD204B接口的协议及需求,并提出了基于Altera FPGA和专用JESD204B时钟芯片LMK0482x的具体解决方案。测试结果表明,时钟性能优异且JESD204B链路功能正常,系统性能优异,该方法可以实现JESD204B高速接口设计,并应用于波形数字化技术。

河北历史地震模拟波形图纸数字化方法及初步研究

利用HSD软件对河北台网部分模拟图纸进行波形数字化,提取到9个地震27条SAC格式波形文件,利用软件对数字化波形进行震相到时、振幅、震级偏差等多方面校验。结果表明,所有可拾取的震相到时总体平均绝对偏差为0.31 s;振幅总体平均绝对偏差为0.04μm,与原振幅值基本相当;震级平均绝对偏差为0.08,整体偏差较小,精度较高。最终校验结果表明,数字化后的波形可较好地应用于数字化软件,为后续波形数字化以及历史数据的数字化应用提供较好的研究基础。

可编程数字化任意波形及任意相移的函数发生器

提出了一种数字化函数发生器,该电路是由数字化可编程时钟,相移控制计数器,EPROM和DAC等组成的可产生任意波形,任意相移的函数发生器,此电路产生两个波形输出,由同一个时钟驱动,其中相移输出由数字化设置控制。改变控制的设置量可以产生精度在0.1Hz～20kHz的任意函数波形和相移,进而分析了电路的工作原理,电路设计,并给出了正弦波函数发生器的应用实例。

利用数字化波形研究内蒙古东部地区非弹性衰减系数、场地响应和震源参数

运用内蒙古东部地区11个数字地震台记录的波形资料,通过Atkinson方法和Moya方法反演该地区的非弹性衰减系数和场地响应,得出内蒙古东部地区非弹性衰减Q值与频率的关系,发现11个台站的场地响应基本都在1附近波动,此结果与内蒙古东部地区台站基本布设在基岩之上的实际情况相吻合。震源参数计算结果显示,震级与地震矩、震源尺度及矩震级呈正相关,与拐角频率呈反相关,与应力降无明显关系。

任意函数波形的数字化生成方法

分析了时变参数和非时变参数的函数波形数字化生成过程的异同,结合调频信号的示例,给出了任意函数波形的一种普遍适用的数字化生成方法,可用于生成仿真波形数据和作为任意波发生器的波形数据。

基于TIADC技术的波形数字化系统的测试与评估

并行交替采样(Time-Interleaved Analog-to-Digital Conversion,TIADC)可成倍提升采样系统的采样率,是高速波形数字化系统设计中的一项重要技术。然而不同采样通道间存在失配误差,这会使得系统性能相对于单个ADC明显下降,因此TIADC系统设计中还需要对失配误差进行修正。而对TIADC系统进行科学的性能测试与评估是评价系统设计质量以及推进下一步优化设计的必备环节。针对TIADC系统的性能测试与评估,详细介绍了各项性能指标以及测试方法,完成了一个由2片国产高速ADC组成TIADC系统的一系列性能测试,并利用完美重构算法对该系统的失配误差进行了修正。经测试,该系统可实现5 Gsps的等效采样率,并可基于该算法实现宽带内失配误差修正,修正后系统各项动态性能均得到显著提高,其中有效位(Effective Number of Bits,ENOB)性能达9.2 bits@247 MHz,8.9 bits@857 MHz,与单个ADC性能指标相当。

CsI(Tl)晶体的α/γ波形数字化实时甄别

基于Cs I(Tl)探测器对α/γ粒子的波形甄别能力,采用电荷比较法设计了一种波形实时甄别系统.介绍了实时甄别系统的设计原理,利用60Co-γ源、241Am-α源对实时系统进行了甄别实验,探究了不同参数对甄别效果的影响,并给出了最优甄别效果下的参数设置.研究表明,设计的数字化实时波形甄别系统体积小,能准确、实时地甄别开α/γ粒子,最佳品质因子大于1.4,事件计数率可达3×105/s.

数字化波形实时甄别技术研究现状

波形甄别是一种根据闪烁探测器信号形状差异来判别粒子种类的核物理诊断技术,在混合辐射场测量中起着重要作用。本文对波形甄别技术的发展趋势作了概述,并详细介绍了数字化波形实时甄别技术的研究现状。

激光成像雷达回波数字化技术

首先介绍了激光成像雷达激光回波波形数字化电路的设计及其组成特点,给出了激光回波波形数字化电路的时序设计,比较了可用于探测领域和侦查领域的波形数字化方面的不同,提出了用于侦查领域的波形数字化结果的数据预处理方法、测距体制和强度像提取等关键技术问题。

一种用于目标识别的激光回波数字化设计

利用云对激光回波信号展宽效应,提出了一种提高对空激光探测目标识别概率的方法,并设计了一种适用于脉冲激光测距的回波数字化系统,通过对回波信号高频采样,完成回波信号数字化,进而利用相应目标识别算法对云等目标进行识别。