浅议精密ICF诊断精密同步制约技术

论文导读：
摘要：精密同步系统是ICF诊断制约系统的重要组成部分，用以实现不同高速物理诊断设备的同步触发。一般的同步延时设备输出脉冲晃动大，延时调节精度低，很难满足诊断实验的具体需求。本论文探讨的精密同步系统，不但能够同时输出多路延时脉冲信号，而且具有良好的稳定性和精密的延时精度，另外通过设计动态制约网页，实现了系统的远程制约。本论文探讨的精密同步系统分为数字延时的设计、高精度模拟延时的探讨和远程制约的实现三个部分。在数字延时部分中，利用FPGA作为智能制约芯片进行延时逻辑的编程，通过系统仿真软件的时序浅析，对设计电路进行改善与优化，得到最佳的逻辑结构，实现了5ns的延时精度，并且能够同时输出16路触发同步信号与16路的指令制约信号，脉宽调制范围可达到0～21s。高精度模拟延时探讨部分基于电流积分技术，采取恒流源对电容充电，转变恒流源输出可以转变电容的充电速度。运用OTA制约电容的充电预置电压，通过转变预置电压的大小，来调节充电时间的长短，产生精密延时信号脉冲。系统的远程制约分为上位机通信和下位机通信两部分，上位机通信设计基于Internet的TCP/IP协议，通过B/S方式实现，在IntraWeb平台下开发完成，下位机通信负责接收上位机设定的系统参数，并把数据送入FPGA中相应的寄存器，由MCU制约完成。本论文的作用和主要革新之处包括：1.本论文探讨的精密同步系统可用于ICF诊断制约，能够实现不同高速诊断设备的同步触发，对于探讨ICF实验现象具有重要作用。2.本论文采取FPGA技术完成数字延时部分的设计，由于对时序限制进行了深入浅析，在利用低端FPGA的情况下，不但完成了多路脉冲信号的同时输出，而且实现了系统在200MHz高频时钟下的稳定工作，满足了工程5ns的延时精度要求。另外，设计可对各个通道分别制约，集多种功能为一体，使得利用更加的灵活、方便。3.本论文设计的远程制约系统，采取了浏览器/服务器结构，利用动态网页的制约形式，转变了传统的系统制约局限，使得制约系统的利用更加的方便。这个设计思想对于实现复杂的远程集中制约操作，起到了极大的推动作用。关键词：诊断制约论文数字同步论文FPGA论文精密延时论文远程制约论文
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Abstract5-7
目录7-12
第一章 引言12-20

1.1 惯性约束聚变（ICF）探讨的作用12-13

1.2 ICF 探讨中的实验装置13-14

1.3 ICF 实验诊断的对象和目的14-15

1.4 ICF 实验诊断中的精密同步系统15-17

1.4.1 精密同步系统的探讨作用15-16

1.4.2 ICF 诊断实验对同步系统的要求16-17

1.4.3 延时脉冲的实现方式17

1.5 国内外同步系统的探讨进展情况17-18

1.6 论文的章节安排与主要内容18-20

第二章 同步系统中数字延时功能的设计与实现20-38

2.1 数字延时部分的工程要求20-21

2.2 数字延时部分的总体结构21-22

2.3 实验中选用的 Cyclone 芯片22-24

2.4 系统 200 MHz 主时钟的产生24-25

2.5 逻辑设计中的时序要求25-26

2.6 延时电路的逻辑设计26-31

2.6.1 最初延时设计26-28

2.6.2 运用 QuartusII 进行时序浅析28-29

2.6.3 逻辑结构的改善29-31

2.7 触发信号的选择与处理31-34

2.7.1 电触发方式31-32

2.7.2 光触发方式32

2.7.3 触发信号微分处理32-34

2.8 输出脉冲的极性和幅度调节34-35

2.9 数字延时部分的系统测试35-37

2.10 本章总结37-38

第三章 关于高精度模拟延时技术的探讨38-50

3.1 用于精密延时的几种时间内插技术39-41

3.

1.1 延时线技术39

3.

1.2 延时锁定环阵列39-41

3.2 基于电流积分技术的精密延时的设计41-46
3.

2.1 电路中的恒流源42-43

3.

2.2 OTA 跨导运算放大器43-44

3.

2.3 模拟延时电路的结构44-46

3.3 提升系统稳定性的措施46-49

3.1 电路中的信号论文导读：

抖动及其补偿电路46-48

3.2 电路中的噪声及其降低策略48-49

3.4 本章总结49-50

第四章 系统远程制约的实现50-68

4.1 下位机通信的实现50-57

4.

1.1 MCU 软件开发平台 Keil51

4.

1.2 MCU 的基本结构与特点51-53

4.

1.3 串行通信的分类53-55

4.

1.4 串行接口的工作方式55-56

4.

1.5 MCU 与 FPGA 之间的并口通信56-57

4.2 上位机网络通信的实现57-66
4.

2.1 远程制约的概念57-59

4.

2.2 B/S（Browser/Server）结构59-60

4.

2.3 IntraWeb 开发平台60-61

4.

2.4 基于 IntraWeb 远程制约网页的开发61-63

4.

2.5 互联网信息服务器 IIS63-65

4.

2.6 嵌入式计算机 VSX-611465-66

4.3 本章总结66-68
第五章 总结与展望68-70

5.1 全文总结68-69

5.2 工作展望69-70

参考文献70-73
发表文章目录73-74
致谢74-75