| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第11-15页 |
| 1.1 课题的背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外发展及研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 课题主要任务 | 第14-15页 |
| 2 系统方案设计 | 第15-22页 |
| 2.1 GEM探测器原理与数据采集系统指标要求 | 第15-18页 |
| 2.1.1 GEM探测器基本结构和原理 | 第15-16页 |
| 2.1.2 GEM探测器读出方式原理 | 第16-18页 |
| 2.1.3 GEM探测器数据采集系统指标要求 | 第18页 |
| 2.2 GEM探测器数据采集系统构成与各部分功能要求 | 第18-21页 |
| 2.2.1 电荷信号收集部分功能要求 | 第19页 |
| 2.2.2 数据采集与处理部分功能要求 | 第19-21页 |
| 2.2.3 数据获取功能要求 | 第21页 |
| 2.3 本章小结 | 第21-22页 |
| 3 系统硬件设计 | 第22-43页 |
| 3.1 电荷收集部分设计 | 第22-23页 |
| 3.2 前端信号读出部分设计 | 第23-29页 |
| 3.2.1 前端读出电路模块 | 第24-26页 |
| 3.2.2 时钟模块 | 第26-27页 |
| 3.2.3 指令配置模块 | 第27-29页 |
| 3.3 数字信号读出部分设计 | 第29-33页 |
| 3.3.1 差分信号接收模块 | 第30页 |
| 3.3.2 FPGA主控模块 | 第30-32页 |
| 3.3.3 I2C电平转换模块 | 第32-33页 |
| 3.4 数据传输部分设计 | 第33-37页 |
| 3.4.1 千兆以太网配置模块 | 第33-37页 |
| 3.4.2 时钟模块 | 第37页 |
| 3.5 电源部分设计 | 第37-42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 系统软件程序设计 | 第43-59页 |
| 4.1 FPGA控制程序设计 | 第43-53页 |
| 4.1.1 Pads阵列控制和信号采集 | 第44-46页 |
| 4.1.2 设置数据包格式 | 第46-47页 |
| 4.1.3 系统时钟配置 | 第47-48页 |
| 4.1.4 以太网数据上行传输 | 第48-50页 |
| 4.1.5 下行命令解析 | 第50-53页 |
| 4.2 上位机软件程序设计 | 第53-58页 |
| 4.2.1 实时显示模块设计 | 第54页 |
| 4.2.2 数据读取和数据存储设计 | 第54-56页 |
| 4.2.3 命令发送模块设计 | 第56-58页 |
| 4.3 本章小结 | 第58-59页 |
| 5 系统性能测试和分析 | 第59-73页 |
| 5.1 X光机测试实验 | 第59-64页 |
| 5.1.1 实验测试装置介绍 | 第60页 |
| 5.1.2 X光束位置成像测试 | 第60-63页 |
| 5.1.3 束流粒子计数率测试 | 第63-64页 |
| 5.2 锎-252 中子源测试实验 | 第64-69页 |
| 5.2.1 实验测试环境介绍 | 第64-65页 |
| 5.2.2 中子位置成像测试 | 第65-69页 |
| 5.3 与德国CDT系统对比分析 | 第69-72页 |
| 5.3.1 X光机测试 | 第69-70页 |
| 5.3.2 锎-252 中子源测试 | 第70-71页 |
| 5.3.3 测试结果对比分析 | 第71-72页 |
| 5.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 6 总结与展望 | 第73-75页 |
| 6.1 工作总结 | 第73页 |
| 6.2 展望 | 第73-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第81-82页 |