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试述延时用于ICF高速物理诊断远程同步系统设计

收藏本文 2024-03-19 点赞:24795 浏览:109473 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:惯性约束核聚变(Inertial Confined Fusion, ICF)诊断实验,需要由智能化探测设备组成的集中制约系统对其进行管理。ICF高速物理诊断实验中,为保证整个诊断系统能够准确、高效的工作,需要用同步系统对多台联调设备进行同步触发。不同的探测设备、不同的数据处理子系统所需的触发信号延时量和时间精度要求都是不同的。高精度远程同步系统是ICF高速物理诊断实验集中制约系统中一个重要的子制约系统。为了适应ICF物理诊断实验的不断进展和不断扩展运用范围的需要,设计了分布式网络制约的高精度远程同步系统。本论文介绍了用于大型ICF高速物理诊断实验的远程同步系统的设计与探讨。论文在介绍了惯性约束核聚变反应的探讨背景以及ICF实验中所利用的同步触发系统的特点后,详细阐述了高精度远程同步系统的设计案例、设计关键技术与实现。采取快瞬态电子学技术,设计了基于FPGA的高精度数字远程同步制约系统,采取FPGA作为系统主控芯片,实现大负载、高精度、高稳定性的16路延时脉冲输出,16路延时脉冲的输出特性可独立调节而且能达到5ns级的高精度和0到20s的延时范围;随着计算机、网络技术的进展,提出了ICF物理实验同步系统以网络为核心的远程制约设计案例,在Delphi7平台下设计动态网页制约程序和后台Server程序,实现对ICF试验中高速数字化的诊断设备的远程集中制约。本论文设计的用于ICF高速物理诊断实验的高精度远程同步系统,对于提升ICF物理诊断靶场多系统联合诊断的可靠性具有重要作用。论文的主要成果与革新之处在于以下几个方面:1)能同时输出多达16路的独立可调的高精度延时脉冲信号,达到5ns级的高精度和0到20s的延时范围,而且具有良好的稳定性。2) Delphi7平台下设计了IntraWeb动态网页制约程序,实现了系统的分布式网络远程制约。3)为系统设计了光/电触发电路、手动制约电路,能实现系统的光/电触发工作方式和手动工作方式,扩展了系统的利用范围。关键词:数字同步系统论文延时脉冲论文ICF论文远程制约论文FPGA论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-23

    1.1 ICF的探讨作用与背景11-16

    1.1.1 探讨作用11-12

    1.1.2 探讨背景12-16

    1.2 ICF实验远程同步系统16-18

    1.2.1 ICF实验的同步系统16-17

    1.2.2 同步系统的网络制约要求17-18

    1.3 国内外的同步系统探讨18-20

    1.3.1 传统的同类同步机介绍18

    1.3.2 国外探讨18-19

    1.3.3 国内探讨19-20

    1.4 论文主要内容与章节安排20-23

    1.4.1 论文主要内容20

    1.4.2 论文章节安排20-23

    第二章 系统案例设计23-29

    2.1 系统要求与设计指标23-25

    2.1.1 系统要求23-24

    2.1.2 系统设计指标24-25

    2.2 系统案例与设计框架25-27

    2.2.1 系统案例25

    2.2.2 系统设计框架25-27

    2.3 本章总结27-29

    第三章 系统硬件电路设计29-53

    3.1 FPGA与EDA技术29-35

    3.1.1 FPGA芯片的选择29-30

    3.1.2 FPGA设计软件30-31

    3.1.3 PCB设计31-32

    3.1.4 嵌入式计算机32-33

    3.1.5 GPIO接口33-35

    3.2 基于FPGA的逻辑设计35-45

    3.2.1 时序流程设计35-36

    3.2.2 时钟设计36-37

    3.2.3 接口制约电路37-38

    3.2.4 延时模块的最初设计38-40

    3.2.5 改善后的延时电路设计40-44

    3.2.5.1 同步组延时逻辑设计40-42

    3.2.5.2 指令组延时逻辑设计42-44

    3.2.5.3 功能配置电路44

    3.2.6 复位电路设计44-45

    3.3 脉冲特性调节与驱动模块45-47

    3.3.1 脉冲输出特性要求45

    3.3.2 脉冲特性调节与驱动模块电路45-47

    3.4 触发电路设计47-50

    3.4.1 触发电路设计47-49

    3.4.2 触发抖动处理49-50

    3.5 手动方式电路设计50-52

    3.6 本章总结52-53

    第四章 系统制约软件设计53-71

    4.1 网络通信技术53-56

    4.1.1 网络制约系统与怎么写作器53-54

    4.1.2 C/S方式54-55

    4.1.3 B/S方式及其优势55-56

    4.2 程序开发软件56-58

    4.2.1 Delphi 7 介绍57

    4.2.2 IntraWeb 介绍57-58

    4.2.3 SmallPort 控件介绍58

    4.3 设计要求与程序流程58-60

    4.3.1 设计要求58-59

    4.3.2 程序流程59-60

    4.4 IntraWeb程序设计60-66

    4.4.1 建立工程60-62

    4.4.2 功能要求与实现62-65

    4.4.3 怎么写作器发布65-66

    4.5 Server程序设计66-69

    4.5.1 建立工程66-67

    4.5.2 功能要求与实现67-69

    4.6 系统怎么写作的安装69-70

    4.7 本章总结70-71

    第五章 系统可靠性设计71-77

    5.1 可靠性浅析71-72

    5.2 系统可靠性设计72-75

    5.2.1 电路简化72

    5.2.2 模块化设计72

    5.2.3 电磁兼容设计72-74

    5.2.4 抗静电浅析74

    5.2.5 软件可靠性浅析74-75

    5.3 系统可靠性测试75-76

    5.4 本章总结76-77

    第六章 系统测试77-85

    6.1 系统实现77-78

    6.2 系统测试与性能浅析78-84

    6.3 本章总结84-85

    第七章 总结与展望85-87

    7.1 总结85

    7.2 展望85-87

    致谢87-89

    科研工作与论文发表情况89-91

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