LHAASO WCDA前端芯片批量测试系统的设计

LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)WCDA(Water Cerenkov Detector Array)要求其读出电子学实现大动态范围下精确的时间和电荷测量,为此设计了一款前端读出芯片PASC(Pre-Amplifier and Shaping Circuit) ASIC(Application Specific Integrated Circuit),即将用于LHAASO WCDA第三水池的读出。为了满足对此芯片大批量测试需求,设计了此ASIC测试系统,实现了对芯片时间和电荷性能的自动化测试。在介绍此芯片基本工作原理的基础上,讨论了测试系统的设计方案和基本结构,包括硬件电路设计和自动化测试软件设计。该测试系统已应用于LHAASO工程项目的芯片筛选并且已完成了100片芯片的测试工作,能够通过中央控制软件,与多台仪器通讯,进行仪器控制,完成自动化测试和数据记录。这一自动化测试方法,更适用于大动态范围下、高精度读出芯片的性能测试和评估,大大简化测试流程,尤其能够大幅提升批量测试中大量重复性测试步骤的工作效率。文中展示了基于此测试系统已完成的100片芯片的测试结果,结果表明,芯片各项性能参数满足LHAASO第三水池工程应用需求。     

探测器前放组合件测试系统设计

介绍了一个利用虚拟仪器技术开发的探测器前放组合件测试系统。系统以工控机为主控平台,结合自研的图像采集与处理单元、切换控制单元,利用虚拟仪器开发软件Labview2011,实现对单个前放模块常温测试,对两发探测器前放组合件同时高低温、常温测试。对探测器盲元的检测做了详细的说明和分析。通过现场实际使用,证明了该系统测试精度高,完全满足了微弱小信号μV级测试,自动化程度高,测试速度快,实现了对测试数据、图表、图像的采集、保存和回放。     

载人航天器自动化测试系统设计与应用

针对现有航天器测试不具备流程化、自动化程控的问题,提出了一种载人航天器自动化测试系统。该系统以测试项目模块化思想为依托,提供了测试子项目设计平台,自动生成测试程序、测试细则文档,自动执行测试程序并实现无人值守,在出现异常时根据程序设计自主跳转或等待人工决策,实时记录测试过程信息,测试结束后自动生成测试报表并评估当前测试是否有效通过。对系统方案、接口方式、部署及管理模式进行了分析,通过型号测试进行了试验验证,该系统实现了测试各阶段流程化、自动化程控,提高了测试效率。     

中子闪烁探测器前端电子学的抗饱和改进

ICF实验会产生大量X射线和γ射线,其在光电倍增管（PMT）中产生的脉冲信号过大,导致前端电子学电路饱和,严重影响电路的正常工作和中子飞行时间的测量。结合前端电子学系统的结构,对电路饱和的原因进行了深入分析,提出了非线性抗饱和电路改进方案,并进行了仿真和实验研究。仿真结果表明,该设计方案能够大幅衰减大信号而确保小信号的通过,信号通过后电路基线能在35 ns内恢复;电路的实测结果与仿真结果基本相同。这表明：采取的方案简洁有效,能够确保输入高达数十V脉冲的情况下电路的正常工作。目前这一电路已经得到应用,并将安装在某大型激光原型的大阵列中子探测器上。     

中子闪烁探测器前端电子学的抗饱和改进

 ICF实验会产生大量X射线和γ射线,其在光电倍增管（PMT）中产生的脉冲信号过大,导致前端电子学电路饱和,严重影响电路的正常工作和中子飞行时间的测量。结合前端电子学系统的结构,对电路饱和的原因进行了深入分析,提出了非线性抗饱和电路改进方案,并进行了仿真和实验研究。仿真结果表明,该设计方案能够大幅衰减大信号而确保小信号的通过,信号通过后电路基线能在35 ns内恢复;电路的实测结果与仿真结果基本相同。这表明：采取的方案简洁有效,能够确保输入高达数十V脉冲的情况下电路的正常工作。目前这一电路已经得到应用,并将安装在某大型激光原型的大阵列中子探测器上。     

平流层飞艇地面通用测试原型系统设计

针对不同技术路线平流层飞艇试验靶场地面通用化综合测试评估的迫切需求,分析了平流层飞艇平台地面通用测试技术体制和测试矩阵,提出了飞艇地面通用测试原型系统总体架构,研究了系统功能组成和通用性。基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等新一代自动测试系统关键技术,完成了原型系统的硬件、软件和机械结构设计方案,可以作为原型系统分系统实施方案设计、研制和综合集成调试的主要依据文件。经分析,地面通用测试原型系统可对多型号平流层飞艇实现快速自动通用测试评估,对飞行试验任务顺利完成起到的重要支撑作用。     

基于PXI总线的导弹测试系统设计

为了满足某型导弹的批生产测试需求,设计了基于PXI总线的导弹测试系统。介绍了该测试系统的系统组成、工作原理,详细阐述了硬件系统和软件系统的设计方法和思路。经过实践证明,该测试系统可实现导弹的全时序自动化测试,工作稳定、可靠性高,能够很好的满足某型导弹的测试需求。     

基于VeriStand的实时飞行测试系统设计与实现

针对飞行器改装带来的实时模飞测试问题,提出了一种实时飞行测试系统设计及实现方案。首先分析了待测飞控及安控系统的工作过程和技术特性,给出了实时测试系统应该具备的功能。基于功能需求,明确了系统采用PC上位机-PXI实时下位机的硬件架构,同时给出了上位机、下位机的硬件资源配置。系统采用VeriStand、MathWorks Simulink?、LabVIEW分别完成实时测试项目配置与管理、实时模型开发、虚拟串口设备驱动开发任务,并详细讨论了实时模型和虚拟串口设备驱动的开发过程。最后分析了实时测试结果。     

避雷器电阻片测试系统设计

采用工业PC机与可编程控制器、示波器、直流仪等设备设计了避雷器电阻片测试系统,阐述了本系统的控制流程及逻辑关系,用图形化编程语言编写了上位机软件,完成了避雷器电阻片在 U_1mA及0.75U_1mA下的漏电流等参数的测试,并对电阻片测试过程中的电压峰值、电流峰值进行采集存储,还存储了电阻片在整个测试过程中的能量,方便以后对测试过程中损坏的阀片进行能量、电流峰值、电压峰值方面的分析,对系统进行了初步的试验,结果表明该系统运行效果良好,实现了避雷器电阻片出厂前的测试,提高了测试效率。     

户外聚光测试系统设计

为了提高聚光系统的聚光效率,设计了一种户外聚光测试系统.选二阶菲涅耳聚光系统为测试对象,采用局部测量法测试其性能.利用软件模拟聚光系统的透过率、聚光效率和聚光光斑照度分布,并利用户外聚光测试系统对二阶菲涅耳聚光系统进行实验测试.将模拟结果与实验结果对比发现:二者的光斑分布均匀性比较接近,透过率相差1.800％;聚光效率...     

航天试验数据管理系统的设计与应用

航天产品研制过程中会产生大量的仿真和试验数据,深入分析和充分利用这些数据对研制工作至关重要。本文介绍了基于元数据的航天试验数据管理系统的总体架构和模块组成,该系统基于元数据实现了航天产品研制过程中仿真和试验数据的统一管理,为设计人员提供集中的、规范化的数据管理服务,实现仿真和试验全过程数据的智能采集和集中存贮,支撑不同专业、不同角色的设计人员完成航天产品的协同设计。最后,展望了航天领域试验数据管理发展方向。     

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．     

遥感地面站自动化测试系统的设计与应用

遥感卫星地面站的G/T值（品质因数）和系统误码特性是遥感卫星地面站最重要的系统指标,是测试遥感卫星地面站不可或缺的测试项目。传统的测试方法采用人工干预进行测试,测试过程复杂繁琐,人机交互工作量极大,测试效率低下。文中提出了一种在遥感地面站监控管理分系统的统一调度下,协调站内天伺馈分系统、信道分系统和测试分系统的资源,优化测试流程,自动完成系统G/T值和系统误码特性的测试方案,显著提高测试效率。介绍了自动化测试系统的测试原理和自动化测试的设计方法,然后结合某工程实际应用进行了自动化测试,并给出了测试结果。测试结果表明,自动化测试系统的测试结果和人工测试结果一致,但减少了大量的人机交互工作,使测试效率大大提高,测试过程不再繁琐和耗时。     

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。     

测发控软件组态开发平台的设计与应用

为了适应并满足快速构建运载火箭测发控软件的业务需求,提出一种以实时内存数据库为核心,多个软件构件为基础的组态式软件开发平台。为设计人员提供了统一的开发接口和应用模式,可根据具体需求选择不同的构件和模块进行组态配置和定制式开发。目前在该平台基础上开发的数十项测发控软件已经成功应用在多个运载火箭型号之中,证明其灵活的结构设计和高复用构件能够很好地满足需求的快速响应,极大提高了测发控软件的实时数据服务与应用水平。     

运载仿真系统中高效测试方案的设计与应用

为解决运载系统高密度发射及人员压缩的问题,提出了一种仿真系统中高效测试的方案;在分析现役传统系统与传统现役系统区别的基础上,介绍了现役仿真系统的改进与优化;硬件系统采用分布式设计,便于设备的展开与撤收;软件系统的设计介绍中重点讨论了仿真系统软件在提高测试效率方面的设计方案,包括模拟源的数字化控制、流程状态智能化控制、模拟量输出的复用设计以及测试流程的多样性设计;给出了部分代码及程序框图;用现役系统和传统系统测试时间的比较证明了设计方法在完成原有仿真功能的同时,减少岗位人员及人工操作,缩短了测试所需时间,提高了测试效率;高效测试方案已应用于运载地面仿真测试中,应用效果良好。     

户外聚光测试系统设计

为了提高聚光系统的聚光效率,设计了一种户外聚光测试系统.选二阶菲涅耳聚光系统为测试对象,采用局部测量法测试其性能.利用软件模拟聚光系统的透过率、聚光效率和聚光光斑照度分布,并利用户外聚光测试系统对二阶菲涅耳聚光系统进行实验测试.将模拟结果与实验结果对比发现:二者的光斑分布均匀性比较接近,透过率相差1.800%|聚光效率相差4.346%,主要差异来源于加工误差和测量误差.据此可以为设计和加工提供信息反馈,从而改进加工工艺,提高聚光效率.     

航天器数字化测试模式设计与应用

随着航天事业的发展,航天器将迎来高密度的研制和发射任务。测试设计和实施同步、测试现场消耗大的测试模式导致测试效率低下,不能满足未来的综合测试需求。为解决航天器测试效率不能适应测试任务的问题,设计了航天器数字化测试模式。搭建数字化测试平台,实现测试准备、测试实施、测试评估全周期自动化。基于数字化测试平台,开展综合测试专业化设计与实施。推进测试设计与测试实施分离,将测试设计工作前移,测试设计人员通过测试用例与测试判据的精细化设计,将测试准备工作做充分,实现测试实施和评估过程自动化。数字化测试模式应用于多个航天器型号综合测试,形成多个固化测试用例数据库,有效提升测试效率,为后续型号测试能力的提升奠定坚实的基础。