基于FPGA的合肥光源工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)研制.pdf

1、工作點(diǎn)是儲(chǔ)存環(huán)十分重要的參數(shù)，工作點(diǎn)的大小可以反映儲(chǔ)存環(huán)能否穩(wěn)定的運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)外的大型加速器都有工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于同步輻射光源的電子儲(chǔ)存環(huán)而言，由于橫向beta振蕩的振幅較小，進(jìn)行工作點(diǎn)測(cè)量時(shí)通常需要外加激勵(lì)信號(hào)。掃頻激勵(lì)信號(hào)和窄帶白噪聲激勵(lì)信號(hào)是工作點(diǎn)測(cè)量中經(jīng)常用到的激勵(lì)信號(hào)類型，但是不同激勵(lì)信號(hào)類型各有優(yōu)缺點(diǎn)，滿足不同的機(jī)器研究。合肥光源現(xiàn)有的工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)是基于頻譜儀的掃頻激勵(lì)測(cè)量。本論文充分調(diào)研了多個(gè)工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)方案，在綜

2、合各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案和了解了相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，提出了由前端電子學(xué)、FPGA、ARM和上位機(jī)構(gòu)成的工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)架構(gòu)充分發(fā)揮了FPGA的在線可編程特性，可以適應(yīng)和滿足多種不同的機(jī)器研究的測(cè)量需求。論文首先對(duì)工作點(diǎn)測(cè)量原理做了簡(jiǎn)單的介紹，并調(diào)研了目前各加速器實(shí)驗(yàn)室所采用的工作點(diǎn)測(cè)量的技術(shù)。論文第三章對(duì)基于FPGA的工作點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)架構(gòu)和各個(gè)模塊的功能以及實(shí)現(xiàn)方法做了詳細(xì)介紹。FPGA功能模塊主要包括信號(hào)激勵(lì)，信號(hào)采集以及通信模塊，信號(hào)激

3、勵(lì)模塊包括參數(shù)化的掃頻激勵(lì)信號(hào)和白噪聲激勵(lì)信號(hào)，信號(hào)采集部分主要通過(guò)FPGA來(lái)控制ADC，并將ADC采集得到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波，抽取等操作存儲(chǔ)到RAM中。ARM的主要功能是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換FFT以及尋找變換后的幅度的峰值，其次是起一個(gè)橋梁的作用，上位機(jī)GUI程序通過(guò)ARM可對(duì)FPGA內(nèi)部狀態(tài)寄存器進(jìn)行讀寫操作。FPGA和ARM間的數(shù)據(jù)通過(guò)AXI4總線協(xié)議進(jìn)行傳輸，ARM和上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)socket編程實(shí)現(xiàn)。論文的第四章介紹