DHR TDC芯片的性能测试

TDC(time-to-digital converter)作为基于信号甄别和时间数字转换的时间测量技术路线的主要组成部分之一,至今在诸多领域中都具有广泛的应用.本实验室对高精度时间测量TDC ASIC(Application Specific In-tegrated Circuit)进行了深入研究,在180nm CM...     

sTGC前端电子学批量测试系统设计与应用

ATLAS探测器PHASE Ⅰ升级过程中,将新建NSW探测器用于提高对Muon轨迹的探测效率,从而进一步提高一级触发效率。NSW由768个sTGC探测器模块组成,共计约33万探测通道。中国科学技术大学代表中国合作组承担了全部sTGC前端读出电子学设计和生产任务,开发了用于读出strip信号的s FEB读出板和读出pad与wire信号的pFEB读出板,制定了一套完整的FEB测试方案和测试流程。为了对生产完成的上千块FEB进行批量测试,严格按照sTGC读出系统要求,设计了能够同时测试FEB板704通道的多参数批量测试系统。利用FEB批量测试系统,完成了全部850块pFEB和sFEB板测试,并交付ATLAS合作组安装到了sTGC探测器上。     

基于ASIC芯片的硅微条阵列探测器多通道前端电子学模块设计

描述了为兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验系统硅微条阵列探测器而设计的前端电子学模块。该模块采用专用ASIC芯片,可以处理96路能量信号。对前端电子学模块的性能进行了测试,结果表明,该模块在0.1～0.7 V范围内的积分非线性好于0.3%;其电子学分辨好于0.45%,最大串扰小于10%;通道一致性测试结果好于1.3%;在室温下连续工作24 h后,零点峰位最大漂移为1.48 m V。     

用于SCA ASIC测试的数字读出模块设计

高速开关电容阵列(SCA)具有高速采样、低功耗的特点,基于SCA的高速波形数字化是目前高精度时间测量的一个重要研究方向。为此,我们开展SCA芯片的研究,目前已设计完成原型ASIC设计,并正在进行后续版本的改进设计。为便于未来多版本ASIC的测试和评估,需设计具有一定通用性的数字读出模块,本论文工作主要介绍此模块的设计工作以及相应的数据读出软件。数字读出模块基于FPGA实现对待测ASIC的控制、配置及数据读出,采用DDR3片外存储芯片,使用USB3.0等接口进行数据传输;上位机软件基于Python3.7设计,实现了数据采集与波形绘制等功能。目前已使用设计完成的数字读出模块对第2版SCA ASIC进行了初步的测试,测试结果表明,此读出模块工作正常,且SCA芯片输出结果符合预期。     

分布式测试系统时间同步技术的研究

分布式测试系统是集计算机控制技术、网络通信技术与多传感器信息融合技术于一体的复杂测控系统;与独立测试系统不同,在网络化分布式测试系统中,各测试装置需按通信协议与网关节点通信以完成相应的测试;不同测试装置在接收网关节点发出的信号时,由于传输距离不同会引起时延差;如果系统中的各个测试装置不具备统一的时间基准,那么得到的测试数据因为时钟差异将无法反映出信息的真实情况;因此,整个网络中所有测试装置需要保持时间同步;针对分布式测试系统时间同步的需求,对信号传输过程中的时延问题进行了研究,提出了一种基于FPGA的时延测量方法,对这种软硬件结合时延测量方法的实现原理进行了详细阐述,并进行了功能仿真及试验验证。     

嵌入式软件自动化测试系统研究

嵌入式软件系统的测试通常需要对其被控对象或者环境进行仿真,以进行硬件在环的闭环验证,在软件测试中很有必要将被控对象的实时仿真模型与被测系统连接起来进行闭环测试;在总结分析嵌入式测试领域新需求的基础上,提出了一种基于分布式仿真测试环境的嵌入式软件自动化测试系统;该系统具有较强的测试管理能力,以实时仿真机为核心,以及接口的模块化定制,实现了对系统动态特性的半实物仿真软硬件环境,很好地解决了嵌入式系统内存资源较少,与硬件紧密相关等问题。     

雷达高度表灵敏度测试系统的参数化设计方法

提出了一种参数化设计方法,实现了雷达高度表接收机灵敏度的自动化测试,提高了接收机灵敏度的测试效率和测试准确度。利用计算机程序通过GPIB协议控制直流稳压电源、信号源、示波器等标准仪器,实现了雷达高度表的加电和断电、雷达回波信号的模拟、雷达高度表输出端信号的检测。针对测试需求,充分考虑接收机灵敏度测试方案的通用性和可扩展性,设计了通用的测试模型,据此开发的软件可自动给出测试结论。在程序中设计了求取灵敏度最优频点和灵敏度的优化迭代算法,节省了测试时间。利用数据库技术对被测雷达高度表相关信息和测试数据进行管理,便于将测试结果与历史数据进行比对。     

船载USB/UCB自动化测试系统的设计与实现

针对船载USB/UCB测控系统技术指标测试、系统自检工作复杂的特点,分析USB/UCB测控系统的关键信号节点,借助LabWindows/CVI软件及GPIB总线的支持,构建船载USB/UCB自动化测试系统。该系统可在系统监控台的统一组织下,结合系统内其它设备,采取无线/有线、射频/中频等方式,灵活组建测试平台,完成相应指标的自动化测试。通过对上行链路三阶交调测试结果分析,表明该自动化测试系统操作简便快捷、测试结果准确可靠。     

动车组自动导通测试系统的设计

动车组自动导通测试系统主要完成动车组整车线缆的导通测试。首先介绍自动测试系统的研制背景,系统的功能性能指标,系统的总体框架和组成以及各个功能模块原理和功能,然后介绍自动测试系统与动车对接测试试验的具体过程。测试试验结果表明该系统能够实现动车组线缆的自动导通绝缘测试功能,测试速度快,测试准确度高,大大提高了动车组出厂生产过程中的整车线缆测试效率。     

基于嵌入式linux的输电线路杆塔倾斜度自动化测试系统的设计与实现

在总结实际工作经验的基础上,针对在测试输电线路杆塔倾斜度在线监测系统过程中存在的搭建测试环境复杂、测试步骤繁琐、测试周期长、测试效率低、测试结果格式混乱等问题,设计了一个使用客户端/服务器架构的自动化测试系统,详细论述了该系统的设计方案和实现原理;客户端基于嵌入式linux系统,采用多线程技术,通过以太网,使用定制的通信协议与服务端通信,能够在收到服务端指令后自动完成输电线路杆塔倾斜度在线监测系统硬件模块的功能测试;服务端采用python和PyQt开发,能够跨平台运行,使用多线程技术,实现了图形化控制客户端、查看客户端测试状态、保存测试日志、生成标准化的xls和pdf格式的测试报告等功能;实际应用表明,该系统有效可靠结果准确,提高了测试效率,提升了输电线路杆塔倾斜度在线监测系统的可靠性。     

Analog front-end prototype electronics for the LHAASO WCDA

In the readout electronics of the Water Cerenkov Detector Array(WCDA) in the Large High Altitude Air Shower Observatory(LHAASO) experiment, both high-resolution charge and time measurement are required over a dynamic range from 1 photoelectron(P.E.) to 4000 P.E. The Analog Front-end(AFE) circuit is one of the crucial parts in the readout electronics. We designed and optimized a prototype of the AFE through parameter calculation and circuit simulation, and conducted initial electronics tests on this prototype to evaluate its performance. Test results indicate that the charge resolution is better than 1%@4000 P.E. and remains better than 10%@1 P.E., and the time resolution is better than 0.5 ns RMS, which is better than the application requirements.     

Proposal of the readout electronics for the WCDA in the LHAASO experiment

The LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)experiment is proposed for a very high energy gamma ray source survey,in which the WCDA(Water Cherenkov Detector Array)is one of the major components.In the WCDA,a total of 3600 PMTs are placed under water in four ponds,each with a size of150 m×l50 m.Precise time and charge measurement is required for the PMT signals,over a large signal amplitude range from a single P.E.(photo electron)to 4000 P.E.To fulfill the high requirement of a signal measurement in so many front end nodes scattered in a large area,special techniques are developed,such as multiple gain readout,hybrid transmission of clocks,commands and data,precise clock phase alignment and new trigger electronics.We present the readout electronics architecture for the WCDA and several prototype modules,which are now being tested in the laboratory.     

Proposal of the readout electronics for the WCDA in the LHAASO experiment

The LHAASO （Large High Altitude Air Shower Observatory） experiment is proposed for a very high energy gamma ray source survey, in which the WCDA （Water Cherellkov Detector Array） is one of the major coinponents. In the WCDA, a total of 3600 PMTs are placed under water in four ponds, each with a size of 150m×150 m. Precise time and cimrge measurement is required for the PMT signals, over a large signal amplitude range from a single P.E. （photo electron） to 4000 P.E. To fulfill the high requirement of a signal measurement in so many front end nodes scattered in a large area, special techniques are developed, such as multiple gain readout, hybrid transmission of clocks, commands and data, precise clock phase alignment and new trigger electronics. We present the readout electronics architecture for the WCDA and several prototype modules, which are now being testedin the laboratory.     

Test of the LHAASO electron detector prototype using cosmic rays

The LHAASO project is to be built in south-west China, using an array of 5137 electron detectors for the measurement of incident electrons arriving at the detector plane. For quality control of the large number of electron detectors, a cosmic ray hodoscope with two-dimensional spatial sensitivity and good time resolution has been developed. The first prototype of the electron detector has been tested with the hodoscope and the performance of the detector is found to be consistent with the design.     

Design of the photomultiplier tube bases for high dynamic range readout in WCDA

The photomultiplier tube (PMT) used in the water Cherenkov detector array (WCDA) of the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) requires a good single photoelectron (SPE) spectrum and a charge dynamic range from 1 to 4000 photoelectrons. In this paper, the bases design and improvement of the photomultiplier tube R5912 are presented. The results show that at the gain of 2.6 × 10~6 , the anode output has a good single photoelectron spectrum, and its charge non-linearity is within 5% when the number of photoelectrons (nPE) is 3500. The charge non-linearity of the 8th dynode output is within 2% when the number of nPE is 4000, which satisfies the dynamic range requirement.     

教学设计前期分析——物理教学设计系列讲座之二

前期分析（Front—End　Analysis）是美国学者哈里斯（J．Harless）于1968年提出的一项技术，旨在教学设计过程的开端就分析清教学中存在的问题，以避免后续工作无的放矢，浪费人力物力．在不同的教学设计过程模式中，前期分析的内容不尽相同，但一般应包括学习需要分析、学习任务分析、学习者分析和学习背景分析．     

航空电子设备自动测试系统的软件架构设计

为检测和定位航空电子设备的故障,研究并设计了一种自动测试系统的软件架构;该架构包含了测试软件和测试数据库,测试数据库存储有测试被测设备的相关数据,测试软件将其作为输入,通过自动测试设备输送给被测设备,最终测试软件接收被测设备的输出并将其与测试数据库的预期数据相比较得出测试的结果;测试软件由手动测试模块、自动测试模块、系统自检测模块、测试记录读取和测试结果记录模块4个功能模块组成,自动测试和手动测试可以自由切换;该系统不仅能使用自动测试功能仿真被测设备的飞行环境,还可以使用手动测试功能具体定位分析故障,降低了设备的维护成本,缩短了维修时间。     

通用测试设备验证评估系统设计

部队现有通用测试设备均按照相关标准研制设计,贯标的程度对检测结果产生很大影响,为验证通用测试设备执行标准的规范程度,设计了一套验证评估系统,该评估系统具备体积小、资源广、易操作等特点,可以从仪器级、系统级、软件级三个层次对通用测试设备进行评估验证。应用结果表明,该评估系统很好的对测试设备的贯标程度进行了量化评价,在部队测试设备的标准化程度检验上具有一定的实用性和推广性。     

导弹平台测试系统设计方法研究

运用建模的技术对导弹平台测试系统进行模型设计过程中,关键是实现测试系统需求描述模型、结构模型和行为模型等的设计;首先对导弹平台测试系统的工作流程进行了分析,然后在此基础上利用UML建模方法进行测试系统的各项模型设计,通过分解用例图说明测试系统的需求描述模型,分析系统的结构体系及关联关系建立了测试系统的结构模型,运用序列图建立了测试系统的行为描述模型;最后,根据上述模型设计提出了系统的结构及布置关系的设计方案,并且在实际导弹平台测试系统开发中得到了应用,实现了测试系统的各项测试功能;结果表明,采用该建模方法不但能够有效提高系统设计的效率,而且系统在实用性的基础上,还具有复用性及拓展性。