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基于MSP430F169和CPLD的综合报警平台设计

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原子核物理评论 2015年第4期32卷 428-434页

作者：倪发福王彦瑜尹俊周德泰李运杰中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

介绍了基于MSP430F169混合数字信号处理器和EPM1270T144C5N复杂可编程逻辑器件(CPLD)而设计的综合报警平台系统。MSP430F169混合信号处理器具有超低功耗、处理能力强、系统工作稳定等优点。EPM1270T144C5N是一种具有144只管脚的复杂可... 详细信息

介绍了基于MSP430F169混合数字信号处理器和EPM1270T144C5N复杂可编程逻辑器件(CPLD)而设计的综合报警平台系统。MSP430F169混合信号处理器具有超低功耗、处理能力强、系统工作稳定等优点。EPM1270T144C5N是一种具有144只管脚的复杂可编程逻辑数字器件,可以实现同时对多个不同的设备报警信息采集与处理。该综合报警平台对HIRFL-CSR上运行的各个分散的监测报警系统所产生的报警信息进行综合收集处理与报警,主要是先根据现有已上传到监测报警系统服务器中的原始数据进行条件判断,服务器根据判断结果发送相应的指令,MSP430利用UART功能和网络协议转换器配合接收;然后MSP430把接收到的指令数据解析后送到CPLD数据端口,由CPLD控制连接的报警器,实现报警功能;也可利用CPLD多管脚的优势,控制其他的现场设备。MSP430F169内部的12位ADC和DAC模块可实现对现场设备的模拟信号的给定和回读。系统客户端的软件采用Microsoft Visual C++6.0设计。该综合报警平台具有结构简单、响应速度快、稳定性好等优点,可实现单板对多种不同设备的控制与监测。

关键词： MSP430 CPLD 综合报警平台 ADC/DAC

基于FPGA与GPS的时间测量电路设计与实现

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原子能科学技术 2019年第1期53卷 151-157页

作者：尹俊倪发福张建川李运杰郑洋德白晓张亚鹏张鹏鸣王彦瑜中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

为宇宙射线缪子(μ子)测量实验设计了基于FPGA的高精度时间-数字转换器(TDC),结合TDC测量值与GPS提供的标准时间(UTC)精确记录了粒子事件的时间信息。TDC采用粗计数+细时间测量相结合的方式,用计数器实现动态范围大于1 s的粗时间测量;使... 详细信息

为宇宙射线缪子(μ子)测量实验设计了基于FPGA的高精度时间-数字转换器(TDC),结合TDC测量值与GPS提供的标准时间(UTC)精确记录了粒子事件的时间信息。TDC采用粗计数+细时间测量相结合的方式,用计数器实现动态范围大于1 s的粗时间测量;使用FPGA加法进位延时链构建时间内插完成了细时间测量,并借助Wave-Union与bin-by-bin方法提高时间分辨并改善非线性。实验室测试双边沿TDC的时间分辨为16.68 ps,时间测量精度(RMS)好于45 ps。测量结果表明,该TDC满足脉冲前沿时间甄别要求。

关键词：宇宙射线缪子测量 FPGA 时间-数字转换器 GPS

基于物联网的重离子加速器状态诊断系统研究与设计

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原子能科学技术 2019年第9期53卷 1643-1650页

作者：李运杰张建川周德泰王彦瑜李丽莉尹佳宿建军田瑞霞倪发福中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

为更好地保障中国科学院近代物理研究所重离子加速器(HIRFL)的稳定运行,本文研究设计了基于物联网的状态诊断系统。针对HIRFL中设备数量庞大、种类复杂的特点,采用物联网的设计架构,利用各种传感器进行数据采集,并通过网络传输给中央控... 详细信息

为更好地保障中国科学院近代物理研究所重离子加速器(HIRFL)的稳定运行,本文研究设计了基于物联网的状态诊断系统。针对HIRFL中设备数量庞大、种类复杂的特点,采用物联网的设计架构,利用各种传感器进行数据采集,并通过网络传输给中央控制系统中的数据库,由服务器中运行的控制软件对这些数据进行综合分析,给出合理的建议并发出相应的指令。根据HIRFL的实际情况,初步设计了1个HIRFL状态诊断系统模型,包括底层的硬件设计和上层的软件设计以及界面设计。部分控制界面已上线运行,并在实际运行中得到了检验,取得了一定的加速器状态诊断效果。

关键词：物联网 HIRFL 状态诊断数据库

用于重离子加速器束流位置测量的JFET低噪声高阻宽带前置放大器

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原子核物理评论 2023年第3期40卷 426-432页

作者：李亚洁李志学邱小轩倪发福武军霞中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

为解决重离子加速器束流位置探测中横跨低中高频段的微弱信号难以数字化的难题,设计了一款低噪声高阻宽带前置放大器。放大电路采用多级放大结构,输入级由两级低噪声N沟道结型场效应晶体管(NJFET)级联,并采用共源共栅与源极跟随低噪声结... 详细信息

为解决重离子加速器束流位置探测中横跨低中高频段的微弱信号难以数字化的难题,设计了一款低噪声高阻宽带前置放大器。放大电路采用多级放大结构,输入级由两级低噪声N沟道结型场效应晶体管(NJFET)级联,并采用共源共栅与源极跟随低噪声结构,利用恒流源阻抗特性增大开环增益;输出级采用宽带电流反馈型运算放大器提供足够的输出功率和带宽,负反馈网络与两级放大电路并联提高灵敏度、减小失真。实测带宽34 kHz~38.47 MHz,带内增益36.2 dB,平坦度小于±0.3 dB,输入电压噪声密度为0.76 nV/(Hz)1/2@10 MHz,1/f噪声拐点160.85 kHz,增益压缩1 dB的输出功率(P^(1dB))为26.2 dBm,总谐波失真为-55.34 dB@100 kHz,满足了低噪声、宽带前置放大器的设计需求。

关键词：束流位置探测器低噪声高输入阻抗 N沟道结型场效应管共源共栅前置放大器

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TDC在双环同步踢轨控制中的应用研究

TDC在双环同步踢轨控制中的应用研究

第十九届全国核电子学与核探测技术学术年会

作者：尹俊倪发福郑洋德白晓邱翔宇王彦瑜中国科学院近代物理研究所中国科学院大学

针对Barrier Bucket束流快引出与注入对双环高频相位点的要求,研究将TDC延时链技术应用于双环高频任意相位点的精确符合。采用粗计数+细延时相结合的时序控制方式为磁铁电源与束诊设备提供延时精度高的同步触发信号。测试结果显示,脉冲... 详细信息

针对Barrier Bucket束流快引出与注入对双环高频相位点的要求,研究将TDC延时链技术应用于双环高频任意相位点的精确符合。采用粗计数+细延时相结合的时序控制方式为磁铁电源与束诊设备提供延时精度高的同步触发信号。测试结果显示,脉冲调节最小延时步距为90ps,输出信号满足要求,测试结果达到设计指标。

关键词： Barrier Bucket 踢轨 FPGA 相位符合

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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提高加速器运动控制精度和安全性的方法

核电子学与探测技术 2017年第11期37卷 1129-1131页

作者：张建川周德泰倪发福李运杰宿建军王彦瑜中国科学院近代物理研究所兰州730000

静电偏转板是加速器束流注入和引出系统中的重要装置,其运动控制系统在定位精度、安全性、稳定可靠和方便性方面有较高的要求。本文以实际工程为例,介绍了几种基于PLC功能模块实现的运动控制中提高定位精度、设备安全性、使用方便性的... 详细信息

静电偏转板是加速器束流注入和引出系统中的重要装置,其运动控制系统在定位精度、安全性、稳定可靠和方便性方面有较高的要求。本文以实际工程为例,介绍了几种基于PLC功能模块实现的运动控制中提高定位精度、设备安全性、使用方便性的方法和设计考虑。这些方法和设计在实际工程应用中得到了检验,可为同类运动控制系统的建设提供借鉴和参考。

关键词：运动控制精度安全性

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次级宇宙射线探测装置设计

核电子学与探测技术 2017年第9期37卷 929-934页

作者：尹俊张亚鹏倪发福王荣张鹏鸣韩成栋李姣赛郑洋德白晓王彦瑜中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

为实时测量不同角度μ射线通量,构建了一款小型宇宙射线探测装置。该装置将闪烁体探测器、前端电子学电路、高压电源电路以及符合测量电路有机结合起来构建了一套完整的信号测量与数据获取系统。采用现场可编程门阵列进行两路探测器信... 详细信息

为实时测量不同角度μ射线通量,构建了一款小型宇宙射线探测装置。该装置将闪烁体探测器、前端电子学电路、高压电源电路以及符合测量电路有机结合起来构建了一套完整的信号测量与数据获取系统。采用现场可编程门阵列进行两路探测器信号的符合逻辑设计,符合时间的调节精度为2.5 ns。利用该宇宙射线探测装置测量了兰州市区次级宇宙射线的天顶角分布,其结果很好地满足经验公式。

关键词：宇宙射线μ子测量塑料闪烁体 FPGA VC

Beam transport experiment with a new kicker control system on the HIRFL

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Chinese Physics C 2016年第4期40卷 113-117页

作者：王彦瑜周德泰罗金富张建川周文雄倪发福尹俊尹佳原有进上官靖斌 Institute of Modern Physics Chinese Academy of Sciences Lanzhou 730000 China University of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China College of Power Engineering Chongqing University Chongqing 400044 China

A kicker control system is used for beam extraction and injection between two cooling storage rings（CSRs） at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou（HIRFL）. To meet the requirements of special physics experiments, the kicker controller has been upgraded, with a new controller designed based on ARM＋DSP＋FPGA technology and monolithic circuit architecture, which can achieve a precision time delay of 2.5 ns. In September2014, the new kicker control system was installed in the kicker field, and the test experiment using the system was completed. In addition, a pre-trigger signal was provided by the controller, which was designed to synchronize the beam diagnostic system and physics experiments. Experimental results indicate that the phenomena of “missed kick”and “inefficient kick” were not observed, and the multichannel trigger signal delay could be adjusted individually for kick power supplies in digitization; thus, the beam transport efficiency was improved compared with that of the original system. The fast extraction and injection experiment was successfully completed based on the new kicker control systems for HIRFL.

关键词： completed installed Lanzhou supplies inefficient missed trigger monolithic diagnostic adjusted

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矢量泵喷推进潜航器回转性能研究

船舶力学 2024年第1期28卷 45-54页

作者：韩伟邓倪兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 甘肃省流体机械重点实验室兰州730050

泵喷推进器已经逐渐成为现代潜航器的首选,矢量推进器也在航空航天领域得到了广泛的应用。为了解决传统依赖船舵控制在低航速下控制效率低的问题以及提高潜航器回转性能,矢量推进器在潜航器上的应用已逐步成为国内外关注的热点。本文考... 详细信息

泵喷推进器已经逐渐成为现代潜航器的首选,矢量推进器也在航空航天领域得到了广泛的应用。为了解决传统依赖船舵控制在低航速下控制效率低的问题以及提高潜航器回转性能,矢量推进器在潜航器上的应用已逐步成为国内外关注的热点。本文考虑大舵角(喷管偏角)下潜航器各参数非线性的影响,建立潜航器水平面操纵运动的非线性模型。通过仿真研究分析船-舵-推进器、船-矢量推进器和船-舵-矢量推进器三种不同的控制方法下潜航器在低航速、控制泵喷推进器转速、控制潜航器轴向航速三种不同条件下作水平面回转运动时的回转性能,结果表明矢量泵喷推进器可以有效改进潜航器的回转性能。

关键词：潜航器泵喷推进矢量推进器操纵