HL-2M 初始放电位形及波形设计

利用 EFIT 设计了可用于 HL-2M 初始放电的圆截面限制器位形以及偏滤器位形;设计了满足放电击 穿条件要求(零场区域平均杂散磁场应不超过 20G)的零场位形。综合分析放电过程伏秒数消耗及真空室涡流的影 响,使用 PF8 线圈电流补偿真空室涡流产生的杂散磁场,设计了等离子体电流 200kA 的限制器位形及偏滤器位形 的自洽的放电波形。将该放电波形作为放电调试的参考波形,成功实现了限制器位形的初始放电实验。      

高重频束流采集处理器原型样机的设计

为了实现对高重频硬X射线自由电子激光装置(SHINE)条带型BPM(Beam Position Monitor)系统信号的数字化采样和处理,研制了高重频束流采集处理器原型样机。处理器拥有四通道输入,最高达1 GSps的采样率,16 bit采样位数,采用XILINX公司带有嵌入式CPU(Central Processing Unit)的ZYNQ系列FPGA(Field Programmable Gate Array),可以运行Linux系统,同时可以实现高速采样数据的缓存与读出。处理器采用子母板结构设计,子板为ADC(Analog To Digital Converter)采样板,母板为FPGA数字处理板,子母板通过FMC(FPGA Mezzanine Card)接口进行数据传输。ADC采用JESD204B协议进行数据传输,子母板间通过16对差分信号连接通道,最大总传输速率达到80 Gbps。ADC采样数据传入数字母板后,经过FIFO和DDR的缓存,最后通过TCP/IP协议由RJ45接口传输到上位机进行处理和分析,RJ45接口的数据传输速率约为900 Mbps。经过测试,ADC采集子板的带宽高于480 MHz,且在480 MHz带宽内有效位高于10位。FPGA数字母板运行经Petalinux编译的Linux系统,可以实现对连续或者触发模式下,四通道一百万个采样点的存储与数据传输。整个设计可以满足设计要求。     

磁场强度波形畸变对交流磁滞回线形状的影响

测量了软磁铁氧体环形样品在不同条件下的交流磁滞回线,发现磁滞回线形状随交流磁场强度H的幅值、频率而变化.交流磁滞回线形状的变化是由于磁场强度H波形畸变造成的,在弱交变场下,当磁感应强度B作正弦变化时,磁场强度H也作正弦变化,此时磁滞回线形状为椭圆;当磁场增强时,H-t曲线发生了不同程度畸变,且磁场强度越强,H-t曲线畸变程度越严重,此时磁滞回线变弯变尖,呈胖S形.通过理论分析及实验拟合对磁滞回线形状变化做出了解释.     

光纤探针诊断100 kA-LTD模块开关的同步性

设计了一套用于同轴多间隙气体开关导通起始时间诊断的光纤探针阵列测试系统,其由光纤阵列与多通道快响应光电转换仪两部分组成,系统同步时间小于1 ns。使用该套系统同时对100 kA-LTD模块所有并联支路的10只开关的放电过程进行了测试,获得了开关导通起始时间及模块的输出电流波形。实验结果表明:开关工作欠压比为85%时,时间抖动不超过6.9 ns,负载波形重复一致性较好;开关工作欠压比降至53%时,时间抖动急剧增加至117.7 ns,负载波形重复一致性显著恶化。同时将光纤测试系统获得的各个开关导通起始时间带入PSpice电路模型进行模拟反演,结果表明,模拟结果与实验得到的模块输出电流波形吻合较好,证明了测试系统的准确性。     

TEM喇叭短脉冲响应特性与张角的依赖关系

基于传输线理论分析给出了TEM喇叭在高斯脉冲激励下的响应方程,并采用数值计算方法,从响应波形的下降沿拖尾振荡相对基线的浮动量和负峰下冲量的角度研究了在高斯脉冲及其微分形式脉冲激励下,TEM喇叭的响应特性与其张角的依赖关系.基于以单锥TEM室为核心的时域测试系统,实验研究了TEM喇叭的短电磁脉冲响应特性随张角的变化关系,...     

黎开管非线热声效应的研究

基于能量守恒原理对Rijke管热声效应展开了理论分析,采用内外流场耦合法数值模拟了Rijke管自激励起振和饱和过程的声场特性,并开展了相应的实验研究.推导了Rijke管起振、饱和及高次谐波产生过程中的能量变化,分析了Rijke管非线性效应包括高次谐波和波形畸变的影响因素,提出了改变管口声阻抗可弱化非线性效应的方法.结果...     

一种多通道高速数据采集系统软件北大核心CSCD

多通道高速数据采集软件面临:被测信号多样化,通道设置及管理难度大;传输数据并发量大,传输稳定性和瞬时传输速度要求高;测量数据量大,后处理及速度快;实验数据重要性高,测试软件必须稳定可靠的挑战。软件采用模块化+图形化设计,使用SCPI命令对设备及通道进行设置;测试了75台示波器同时上传数据的传输速度;对比了LabVIEW波形显示和GDI+波形绘制的区别;完成了上位机故障情况下数据获取功能设计。结果表明:该数据采集软件可完成75台示波器的管理,实现300通道数据的上传、处理、显示、存储。100 kpts存储深度300通道数据上传时间为9.7 s,300通道波形刷新时间为0.91 s。     

基于SCA ASIC的高精度时间测量原型电子学设计

基于高速波形数字化实现高精度时间测量是核与粒子物理实验读出电子学中的研究热点。本工作针对高精度时间测量的需求基于实验室自主研发的开关电容阵列(Switched Capacitor Array, SCA)专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)开展16通道集成的时间测量电子学原型的设计,输入信号经过SCA采样和量化后传输至现场可编程逻辑阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA),在FPGA中进行误差修正、时间内插和数字甄别提取出时间信息。目前已在实验室环境下完成此电子学的时间精度测试,测试结果表明,此电子学可以实现好于10 ps RMS(Root Mean Square)的时间精度。     

激光脉冲形状对弓形波电子俘获的影响

使用二维粒子模拟程序研究了电子弓形波注入机制中激光脉冲形状对电子俘获效果的影响. 研究结果表明, 激光脉冲时间上升沿陡峭的正扭曲脉冲激发的尾波场强度高, 加速区域分布广, 并且有利于电子获得更高的初速度, 从而推动更多的电子进入尾波场加速相位. 在其他条件相同的情况下, 正扭曲脉冲的电子俘获数目远高于激光脉冲时间分别为高斯形和负扭曲分布的情形, 使得电子束的品质得到改善. 研究结果对于理解尾波场加速中电子注入过程以及获得大电荷量高能电子束具有积极意义. 关键词： 尾波场 电子俘获 时间波形 粒子模拟     

波形松弛算法及其在计算流体力学中的应用

本文介绍求解线性常系数微分代数方程组的波形松弛算法, 基于Laplace积分变换得到该算法新的收敛理论. 进一步将波形松弛算法应用于求解非定常Stokes方程, 介绍并讨论了连续时间波形松弛算法CABSOR算法和离散时间波形松弛算法DABSOR算法.