| 摘要 | 第9-11页 |
| ABSTRACT | 第11-12页 |
| 第一章 引言 | 第13-27页 |
| 1.1 粒子物理实验中的波形采样技术研究背景 | 第14-16页 |
| 1.2 波形数字化技术在粒子物理实验中的应用调研 | 第16-23页 |
| 1.2.1 基于FADC的MAGIC实验 | 第16-18页 |
| 1.2.2 基于SCA的MAGIC Ⅱ实验 | 第18-20页 |
| 1.2.3 基于SCA的H.E.S.S.实验 | 第20-23页 |
| 1.3 本章小结 | 第23-24页 |
| 参考文献 | 第24-27页 |
| 第二章 波形数字化的实现技术 | 第27-41页 |
| 2.1 基于高速ADC的波形数字化技术 | 第28-32页 |
| 2.1.1 并行比较型ADC | 第29-30页 |
| 2.1.2 折叠内插型ADC | 第30-31页 |
| 2.1.3 流水线型ADC | 第31-32页 |
| 2.2 基于时间并行交替技术进一步提高采样速度的方法 | 第32-33页 |
| 2.3 基于SCA的波形数字化技术 | 第33-38页 |
| 2.3.1 SCA的工作原理 | 第33-35页 |
| 2.3.2 典型的SCA ASIC介绍 | 第35-38页 |
| 2.3.2.1 TARGET | 第35-36页 |
| 2.3.2.2 PESC4 | 第36-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 参考文献 | 第39-41页 |
| 第三章 多通道波形数字化系统的设计与实现 | 第41-85页 |
| 3.1 系统总体设计 | 第42-43页 |
| 3.2 此系统中使用的SCAASIC介绍 | 第43-47页 |
| 3.2.1 DLL延迟锁相环介绍 | 第44-45页 |
| 3.2.2 采样保持电路介绍 | 第45-46页 |
| 3.2.3 Wilinson ADC介绍 | 第46-47页 |
| 3.2.4 串行数据读出电路介绍 | 第47页 |
| 3.3 波形数字化模块前端模拟电路 | 第47-54页 |
| 3.3.1 匹配电路设计 | 第48页 |
| 3.3.2 直流偏置电路设计 | 第48-51页 |
| 3.3.2.1 耦合电容选择 | 第49-50页 |
| 3.3.2.2 DAC选择 | 第50-51页 |
| 3.3.3 输入模拟信号驱动电路设计 | 第51-54页 |
| 3.3.3.1 压摆率计算 | 第52页 |
| 3.3.3.2 噪声指标估算 | 第52-53页 |
| 3.3.3.3 带宽性能仿真 | 第53-54页 |
| 3.4 波形数字化模块时钟产生及分发电路 | 第54-61页 |
| 3.4.1 jitter对波形数字化系统的影响 | 第54-56页 |
| 3.4.2 时钟产生及分发电路设计 | 第56-61页 |
| 3.4.2.1 晶振选择 | 第57-58页 |
| 3.4.2.2 分频器选择 | 第58-59页 |
| 3.4.2.3 甄别器选择 | 第59-60页 |
| 3.4.2.4 扇出芯片选择 | 第60-61页 |
| 3.5 芯片配置及数据读出接口电路 | 第61-69页 |
| 3.5.1 FPGA选择及外围电路设计 | 第62-66页 |
| 3.5.1.1 FPGA介绍及选择 | 第63-65页 |
| 3.5.1.2 FPGA外围电路设计 | 第65-66页 |
| 3.5.2 USB选择及外围电路设计 | 第66-68页 |
| 3.5.2.1 USB介绍及选择 | 第66-67页 |
| 3.5.2.2 USB外围电路设计 | 第67-68页 |
| 3.5.3 SDRAM选择 | 第68-69页 |
| 3.6 电源电路 | 第69-72页 |
| 3.6.1 常用电源转换原理介绍 | 第69-70页 |
| 3.6.1.1 线性稳压电源 | 第70页 |
| 3.6.1.2 开关电源 | 第70页 |
| 3.6.2 电源电路设计 | 第70-71页 |
| 3.6.3 滤波电路设计 | 第71-72页 |
| 3.7 高速PCB电路设计 | 第72-75页 |
| 3.7.1 PCB设计重要规则 | 第72-73页 |
| 3.7.2 波形数字化系统PCB设计 | 第73-75页 |
| 3.8 FPGA逻辑设计 | 第75-82页 |
| 3.8.1 DAC配置逻辑设计 | 第75-76页 |
| 3.8.2 SCA配置逻辑设计 | 第76-78页 |
| 3.8.2.1 鉴频模块设计 | 第76-77页 |
| 3.8.2.2 SCA时序配置 | 第77-78页 |
| 3.8.3 数据处理及传输逻辑设计 | 第78-82页 |
| 3.8.3.1 板载数据率计算 | 第78-79页 |
| 3.8.3.2 数据缓存及传输逻辑设计 | 第79-82页 |
| 3.9 本章小结 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-85页 |
| 第四章 多通道波形数字化系统测试 | 第85-103页 |
| 4.1 测试平台构建 | 第86-88页 |
| 4.2 关键信号波形 | 第88-90页 |
| 4.3 静态性能测试 | 第90-95页 |
| 4.3.1 DC offset修正 | 第90-93页 |
| 4.3.2 芯片噪声估算 | 第93-95页 |
| 4.4 瞬态波形测试 | 第95-99页 |
| 4.4.1 正弦波信号测试 | 第95-98页 |
| 4.4.1.1 采样断点说明 | 第95-96页 |
| 4.4.1.2 与示波器的采样比较 | 第96-97页 |
| 4.4.1.3 多通道正弦波测试 | 第97-98页 |
| 4.4.2 PMT信号测试 | 第98-99页 |
| 4.5 带宽测试 | 第99-101页 |
| 4.6 本章小结 | 第101-102页 |
| 参考文献 | 第102-103页 |
| 第五章 总结与展望 | 第103-105页 |
| 5.1 总结 | 第104页 |
| 5.2 展望 | 第104-105页 |
| 附录 多通道波形数字化电子学模块硬件图 | 第105-106页 |
| 攻读学位期间发表及待发表的学术论文 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107页 |