Design of high-speed signal acquisition system and analysis of signal integrity

The device is used for the test on the fuze detonating time according to the initial velocity of the projectile and the altitude and speed of enemy aircraft flight. For the special requirements of the high-speed signal acquisition in the process, the characteristics of the measured signal are analyzed. The system is investigated in chip selection, signal transmission, signal processing, signal storage, post-production PCB design, etc. The appropriate measures and solutions which affect the integrity and accuracy of the signal in each process are proposed. The rules for the layout of the device and wiring are made. The result show that the measurement values are accurate without loss of data.

集成化堆外核仪表系统测试设备的设计

为了方便、快捷、有效地实现对堆外核仪表系统的功能性能测试,对集成化堆外核仪表系统测试设备进行了设计和验证。采用信号输出模块、信号采集模块、通信模块和上位机组成了该测试设备,并通过对上位机的软件设计实现了上位机对测试设备的控制。该测试设备能够在实现向堆外核仪表系统输入信号的同时,对堆外核仪表系统输出信号进行连续监测。对该测试设备的功能性能进行了测试。测试结果为:信号输出模块中,微电流输出误差均小于0.5%、输出脉冲信号大于1000 Hz时误差最大为0.018%、输出直流电流信号误差最大为0.07%、输出电压信号误差最大为0.07%;信号采集模块中,直流电流信号采集误差最大为0.13%、低压电压信号采集误差最大为0.07%、高压信号采集误差最大为0.14%;所有开关量采集通道功能正常。该测试设备能够应用于堆外核仪表系统的功能性能测试,为后续研究自动化、智能化堆外核仪表系统测试设备提供参考。

基于DSP的数字化多道脉冲幅度分析器设计

本文介绍了基于DSP的数字化多道系统软硬件设计和研制。硬件设计采用双FIFO结构,获得了包含上升沿及基线信息的数字脉冲信号,节约DSP带宽从而提高了系统的脉冲通过率。软件设计中,完成了基于DSP的核信号的数字处理,并通过USB接口(或串口)通讯实现了系统监控及能谱数据传输。本文还给出该系统在eV公司SPEAR型CdZnTe探测器上测得的137Cs能谱示例。

多适性核信号处理与分析系统的设计

为了在线检测、存储、处理多种形式和多种频率的核信号,采用硬件、软件相结合的方式构造出一种基于超高速数据采集卡(3通道、1 GS/s采样率、1 ns同步精度)、利用PC平台的多适性核信号处理与分析系统。当来源核信号为脉冲形式时,采集按时间数字转换方式记录信号;当来源信号为连续形式时,采集按模拟数字转换方式记录信号。设计了对应于不同信号形式的处理流程和算法,有效得到了核信号随机过程的相关函数、功率谱估计等主要结果。

基于FPGA的核信号采集主控系统设计

介绍了以FPGA为控制核心的核信号采集主控系统的设计。FPGA内实现的功能包括与计算机的通信,对ADC采样的控制,对采样信号的数字甄别、存储等。可在线对阈值及ADC的寄存器进行设置。整个控制系统包括存储器(FIFO)在一片FPGA内实现,系统硬件结构简单,能有效地提升核分析仪器的性能并有利于其小型化。

基于FPGA的核信号高速采集系统的设计

对核信号高速采集系统的研究可实现数字核信号处理方法的改进与算法的验证,以及对数字化核能谱测量系统性能指标的提升具有重要意义。研发一套核信号高速采集系统,通过高速ADC将信号调理电路输出核脉冲信号进行采样,同时在FPGA系统中实现FIFO、USB接口传输功能,将采样后的数据经过FIFO缓存,再通过USB接口传送给后续计算机系统进行保存、显示与进一步处理。在搭建的核信号采集系统上进行测试,通过对5、10、20与33.3 MHz采样率下得到的核信号进行分析与讨论,表明该系统可有效地实现核信号的高速采集。

1024道航空伽玛能谱仪器设计

随着计算机技术的发展,航空放射性伽玛能谱测量技术也在不断地发展提高,航空伽玛射线多道能谱鉴别精度也达到了更高的技术水平,为航空放射性伽玛能谱找矿和航空放射性环境测量提供了更为丰富的、精准的测量信息;1024道航空伽玛能谱仪器设计基于FPGA开发技术,研究利用FPGA电路控制和进行伽玛射线数据采集、能量鉴别和脉冲数据处理的分析方法,设计构建了实现其方法的硬件电路和软件执行程序,实现了对伽玛能谱射线数据的高速采集、高速处理、实时输出,并能够实时接收和监测所采集到的放射性伽玛能谱数据信息,完成了1024道伽玛射线能谱仪器的设计制作,掌握了1024道航空伽玛能谱测量仪器的设计制作的核心技术,对于航空伽玛能谱仪器自主研发的发展有着积极的促进作用。

通用数字核谱仪系统设计

设计一套基于高速ADC+FPGA+ARM的通用型数字核谱仪系统,对探测器系统输出的信号经过信号调理系统后,采用高速、高分辨率ADC进行采样,将采样后的核信号传输给由FPGA与ARM搭建的数字核信号处理系统,采样梯形成形对核脉冲信号进行处理,最后得到的能谱通过USB接口传送给计算机系统进行显示、存储以及进一步处理。通过Si-PIN探测器对Fe的X射线能谱,NaI探测器对7Cs的γ射线能谱测量的测试,获取能量分辨率分别为178eV与7.2%,表明该系统能有效地实现数字核谱仪系统中核信号调理,高速采集以及数字核信号处理功能的同时,可得到较理想的性能指标。

基于DSP的核信号波形数字化获取与处理系统设计

介绍了一种基于DSP的高速核信号波形数据采集与处理系统的软硬件设计及实现,并给出了在不同条件下的采样结果。

基于FPGA的多通道磁共振信号采集板设计

基于Peripheral Component Interconnect(PCI)总线和高速、高精度信号采集的相关技术,提出了一种以Field-Programmable Gate Array(FPGA)为核心的多通道核磁共振信号采集板卡的设计。整个系统包括信号的采集、数据的处理存储以及结果的输出这一整套流程。整套方案基于通用架构,并针对多通道小信号处理的特殊之处,综合考虑,使得整套系统同时具有针对性以及普适性。

基于核测信号的模拟量输入卡件设计

介绍了一个模拟量输入卡件的设计。该卡件输入量来自于核辐射探测器,运用在核电保护仪控系统中,主要完成对模拟量输入信号的数据调理,信号倍增,A/D转换等工作,并将数字信号存储在FPGA中,当控制卡发送数据请求时,将数据送入控制卡进行分析处理。选用FPGA作为整个卡件的处理器,利用VHDL语言对其进行编程,并借助Altera的QuartusII软件开发平台对其进行仿真与功能测试,测试结果说明了设计的正确性和可靠性。文章可为探索核电数字化仪控系统设备的研发提供一些思路和参考。

基于高速核信号采集系统的信号反射仿真研究

在现代电路设计中,信号的反射几乎无处不在。深入理解信号反射产生的原因,并给出解决反射问题的技术方案,将有助于增强所设计系统的稳定性和可靠性[1]。论文以核信号采集系统为背景,阐述了信号反射产生的原因和消除反射的措施,并且借助于Cadence allegro PCB SI仿真工具对传输线不同延迟下和端接后的信号反射进行仿真分析。通过仿真分析证明减小传输线延迟和端接能够减小信号反射,为以后此类核信号采集系统的设计提供了有益借鉴。

核磁共振测井回波信号小波阀值去噪方法

MRT6910核磁共振测井仪采集的信号属于微弱信号,在高背景噪声下回波信号信噪比低、信号强度弱,影响反演效果及测井解释准确性。通过仿真分析,考察小波去噪方法和小波分解层数对去噪效果的影响,引入去噪效果评价指标,提出一种适合于核磁共振测井回波信号的小波阀值自动去噪法。模拟结果表明,小波去噪后信噪比增强,T2谱反演精度大幅度提高。

一种用于随钻核磁共振测井的钻柱运动监测电路

在随钻核磁共振测井过程中,钻井过程产生的横向振动会对测井结果产生严重干扰,结合测井过程中仪器的振动位移对测井回波数据进行分析,可有效提高测井结果的准确性。设计了一种使用压电式加速度计的运动监测电路,实时监测测井仪器的横向振动。该电路设计了恒流源供电电路、加速度信号处理电路、多路模数转换电路和基于DSP+FPGA结构的时序控制与信号处理电路,并在155℃的环境下测试了关键电路的性能。振动试验结果表明:本电路在强振动环境下具有良好的采集性能,加速度测量偏差在0.3g以下,满足随钻测井仪器振动测量的要求。

一次非计划停堆背后的DCS设计缺陷与改进

主要介绍和分析了某核电站在调试期间执行停机不停堆试验期间,发生非计划停堆的经验反馈。通过排查,发现了事件背后DCS跨控制站信号、首出故障、试验数据采集系统点位设置三个方面的设计缺陷,并通过试验数据证实了失效点。针对这些问题,结合漳州核电实际,提出了相应的改进方案,并推动方案在漳州核电1号机组实现。

核电厂SLC两系CPU信号不一致问题技术研究

核电厂重要厂用水和循环水过滤重要冷源系统中的压力信号由安全逻辑处理机柜内的两系CPU进行采集。安全逻辑机柜两系CPU的信号采集与运算周期同为固定的100ms,但两系CPU其运行是独立且不同步的,且每个CPU在每个周期内采集信号的时间点是固定不变的。当水锤波效应引起的压力波动产生小于100ms的信号被一系CPU采集,会立即非预期启动安全级电机和泵等设备。当两系CPU间逻辑执行不一致状态持续达40 s还会发出两系CPU不一致故障报警。通过分析研究,在CPU信号采集前端增加0.5s上升沿延时模块。结果表明:该研究解决了由于水锤波效应引起的压力波动所造成的闪发信号导致安全逻辑处理机柜内两系CPU不一致报警以及频繁非预期启动安全级电机和泵等设备的问题。