一种Flash型FPGA单粒子效应测试方法设计及验证

随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)在现代航天领域的广泛应用,FPGA的单粒子效应(Single Event Effect,SEE)逐渐成为人们的研究热点。选择Microsemi公司Flash型FPGA分布范围最广的可编程逻辑资源VersaTile和对单粒子效应敏感的嵌入式RAM单元RAM Block作为单粒子效应的主要测试对象,提出了两种不同的单粒子效应测试方法;然后,使用仿真工具ModelSim对提出的两种电路的可行性进行了仿真验证;最后,基于自主研发的实验测试平台,在兰州重离子加速器(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou,HIRFL)上使用86Kr束进行了束流辐照实验,实验结果表明,测试方法合理有效。

智能婴儿监护系统设计

介绍了基于摄像头监控下的智能婴儿监护系统,系统采用一款高度集成芯片MC44BS373CW实现无线图像的传递,这是摩托罗拉公司新出的一款射频视频调制芯片,通过它可以实现监控视频的调制发射,利用无线的技术传递视频图像,省去了布线的繁杂,无线的系统设计更具有自由度,系统采用智能控制,可以通过无线的技术控制系统,系统通过传感器可以把适度,温度,声音通过无线的方式传递出来,接收端可以利用遥控器控制相应的操作达到目的,摄像头拍摄的视频可以给监护者参考。

无线通信中的抗干扰技术研究

电磁波信号具有能够在自由的空间中传播的特性,而无线通信技术就是利用电磁波信号的这种特性进行信息交换的。对于现代的无线通信而言,传播的电磁环境相当苛刻,无线通信系统随时都面临着各种各样的干扰。因此对于无线通信中的抗干扰技术的研究,就显得尤为迫切。本文主要介绍四种典型的抗干扰技术,然后综合分析发展趋势。

电动车行车参数记录仪

在电动车行驶或测试工程中,驾驶员需要了解电动车的具体行车状态,测试电动车的各项参数是否正常或是否达到达到各个部件预期设计的参数的,从而设计一款电动车记录仪。通过安装在电动车上的传感器感应电动车的行车参数后传递给控制器,通过采集运算后得到电流、电压、功率和电能值,并把这些数据存入存储盘,存储数据达到1秒钟存储一次。数据存储形式保存为XLS文件,方便数据导出、打印和分析,一次行车或试车就能保存到大量数据供技术人员分析,并检测行车的安全。

基于Atmega32单片机门阀控制器设计

该阀门电动装置是与阀门装置组装成电动阀门使用的,它用来控制阀门的开启、关闭、开度等。操作人员可以在操作室内远距离对阀门进行控制,也可以在现场进行手动操作。本设计介绍了基于Atmega32单片机的门阀控制器设计。该设计主要由检测、电流控制电路、控制部分和显示模块组成,系统的检测部分运用单片机的AD和光电隔离后的IO口等,对使用的设备进行过电流、到位、过力矩等保护。根据实际工作情况,可以设置不同的功能,满足不同用户的要求。本设计广泛应用于使用管道阀门的给排水、供热、电站、化工、制药、钢铁等诸多的方面。

高密度塑料闪烁体探测器的数据获取系统设计

由中国科学院近代物理研究所承担的塑料闪烁体探测器研究项目,其目标是开展空间粒子探测、重构入射电子轨迹、区分电子和光子、鉴别重离子。为配合该探测器测试工作,设计了一套完备的数据获取电路(DAQ)与上位机软件。DAQ接收4块前端电子学(FEE)板的数据,可完成360路电子学通道的数据读出;接收上位机的控制命令并分发给各FEE;接收探测器的击中信息并产生触发信号;接收FEE的遥测数据并传给上位机。该DAQ与上位机通过USB总线和RS232总线实现实时通信。上位机软件基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现对FEE电子学系统的控制、数据读取与保存,以及FEE系统运行状态参数信息的实时显示。该数据获取系统电路结构紧凑、功能完善,上位机软件具有良好的人机交互界面。经现场实际运行,DAQ与上位机软件满足设计要求,目前已成功应用于塑料闪烁体探测器读出电子学测试系统。

新型单粒子效应测试系统控制程序的设计

半导体集成电路(Integrated Circuit,IC)在辐射环境中,容易受到单粒子效应(Single Event Effect,SEE)的影响而发生故障。为了测试集成电路的SEE敏感性,验证SEE加固方法,设计了一套SEE测试系统。介绍了SEE测试系统控制程序的设计。控制程序采用引导式的流程管理,可扩展的待测器件信息管理,多线程数据采集和处理方法以及可靠的数据接收方法等多种设计方法,提高了程序的运行效率,保证了实验数据接收和处理的实时性和可靠性,良好地支撑了SEE测试系统的运行工作。

一种抗单粒子翻转容错异步收发器电路设计

为了改善星载粒子探测装置异步收发器的抗单粒子翻转性能,提出了一种基于Actel Flash FPGA的解决异步收发器抗单粒子翻转和传输过程中检错和纠错问题的高可靠设计方案。基于Actel公司的Pro ASIC Plus系列APA600 FPGA,采用汉明码(Hamming Code)和三模冗余(Triple Modular Redundancy,TMR)法相结合的方式对异步收发器进行容错设计,实现了一种新型的抗单粒子翻转电路。对于发送器模块,首先数据处理单元把发送的数据送到编码器中完成汉明码编码,之后将编码完成的数据分别发送给多数表决器中来表决得到数据送入串行发送器中,最后将并串转换的数据发送出去。对于接收器模块,通过串行接收器对接收数据进行串并转换,并将转换后的并行数据送入解码器,解码器对接收到码字进行译码,得到最终的信息数据。对设计进行误差注入仿真测试,结果表明所设计的容错异步串行收发器能够有效地容错,可以非常方便地应用到航空航天等辐射环境中,实现高可靠的系统设计。

用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计

介绍一种用于新型塑料闪烁体阵列探测器系统的前端读出电子学(FEE)的设计与实现,该前端读出电子学主要基于电荷测量专用的集成电路(ASIC)芯片和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)研制,可实现对多路探测器信号的采集、处理、筛选、打包,并通过LVDS差分接口上传到后端的数据获取系统(DAQ)。同时,该电路设有板载线性标定电路,可实现对各通道电子学性能刻度,设有电源电流、关键芯片及电路温度实时监控等电路,使电路具有较完善的功能和较强的自我保护能力。

基于wxWidgets的闪烁晶体阵列探测器数据获取软件设计

介绍了一种用于闪烁晶体阵列探测器读出电子学的数据获取与分析读出软件。软件基于wx Widgets平台开发,采用了模块化设计,上位机通过USB总线与电子学硬件部分通信。软件系统包括命令行接口模块、数据采集模块、参数测量模块、时间和幅度校准模块以及实时显示模块。将软件应用于闪烁晶体阵列探测器系统的调试与测试,结果表明:软件可方便地应用于其它探测器前端电子学的读出系统中,具有广泛的应用前景。

大直径内孔的砂带珩磨

叙述了砂带珩磨过程以及砂带珩磨的主要特点与实践经验,并着重分析了砂带珩磨原理及珩磨轮外圆型线。

高温环境下数字反应性仪微电流测控技术可靠性研究

数字反应性仪是核电厂用于测量反应性的专用设备,能够实现宽范围的微电流测量,采用高精度驱动电路控制电磁继电器实现电流范围自动量程切换是本设备的关键技术之一。在高温环境下,继电器会出现线圈阻值变化而导致驱动电压需求增大的现象,进而导致继电器可靠性降低。为提高高温环境下微电流测控技术可靠性,重点开展不同继电器驱动方式对高温环境下数字反应性仪微电流测控技术可靠性研究。研究发现,相对于低电平驱动模式,高电平驱动模式能够有效提高高温环境下反应性仪微电流测控电路可靠性。通过高温步进试验验证,该数字反应性仪在65℃环境下,达到热平衡后的30 min内,微电流测量稳定有效。

基于蒙特卡罗模拟的BGO探测器探测效率研究

基于蒙特卡罗模拟方法,对比分析了圆柱型闪烁体探测器NaI(Tl)、LaBr3(Ce)及锗酸铋(BGO)对γ射线的探测效率,研究了晶体尺寸、入射γ射线能量、放射源与探测器间距离、包壳材料厚度对探测效率的影响。在相同条件下,BGO的绝对探测效率、全能峰探测效率及本征探测效率均大于LaBr3(Ce)及NaI(Tl)。对于BGO探测器,探测效率与晶体尺寸呈正相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率随γ射线能量的增加呈现先上升后下降趋势,本征探测效率与γ射线能量呈负相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率与放射源与探测器间距离呈负相关关系;包壳材料厚度对本征探测效率几乎无影响,越薄的铝制外壳可达到越好的绝对探测效率及全能峰探测效率。该研究结果能够为闪烁体探测器几何设计、产品研发和无源效率刻度提供一定参考。

基于蒙特卡罗法的缓发中子探测装置设计

为提高缓发中子探测装置的灵敏度,设计了基于蒙特卡罗法的缓发中子探测装置。采用蒙特卡罗N⁃粒子传递代码(MCNP)程序和Geant4程序解决复杂螺旋管建模难点问题,完成基于BF3探测器的缓发中子探测装置模型建立及粒子输运设计,从而计算缓发中子探测效率。计算结果表明,可能由于MCNP和Geant4程序对H原子的慢化数据库或物理模型不一致,引起两种方法计算的结果误差为17%。但BF3探测器对螺旋管内中子探测效率均较高,不影响缓发中子探测装置的螺旋管状源项设计。该设计对中子探测装置的效率设计具有一定的借鉴意义。

废旧手机回收利用发展瓶颈研究

随着科学技术的进步和手机市场竞争日益激烈,手机更新换代的频率也变得越来越快,废旧手机产生量也在逐年增加。在“十四五”现代物流发展规划中,国家特别强调要加快构建废弃物循环利用体系。废旧手机回收是一项重要的环保产业,目前面临着很多挑战和障碍。分析了废旧手机回收利用的发展瓶颈,提出了相应的解决方案。研究表明,加强法律法规建设、降低回收成本、加强政策支持、提高环保意识和回收流程透明度等方案,是解决废旧手机回收利用发展瓶颈的有效途径。

带式输送机用新型滚筒

带式输送机用新型滚筒唐山冶金矿山机械厂杨振雷滚筒不仅是带式输送机主要传动部件也是易损件，特别是在复杂恶劣的工况下，如何改进结构、提高工效、延长使用寿命，一直是研制人员所关注的课题。我厂与德国克虏伯公司合作为内蒙古准格尔工程设计制造的大型带式输送机，结...

基于TDC的时间数字转换模块研制

介绍了用于MWDC前端电子学读出信号测量的时间数字读出模块的研制。该模块基于FPGA强大的逻辑控制功能与数据处理能力,采用高精度、小封装、低功耗、低成本的专用时间数字转换芯片实现设计。测试结果表明该模块时间分辨好于55 ps,积分非线性好于1 LSB,微分非线性好于0.01%,能够满足应用需求。