基于FPGA的合肥光源工作點測量系統(tǒng)研制.pdf

1、工作點是儲存環(huán)十分重要的參數，工作點的大小可以反映儲存環(huán)能否穩(wěn)定的運行。目前國內外的大型加速器都有工作點測量系統(tǒng)。對于同步輻射光源的電子儲存環(huán)而言，由于橫向beta振蕩的振幅較小，進行工作點測量時通常需要外加激勵信號。掃頻激勵信號和窄帶白噪聲激勵信號是工作點測量中經常用到的激勵信號類型，但是不同激勵信號類型各有優(yōu)缺點，滿足不同的機器研究。合肥光源現有的工作點測量系統(tǒng)是基于頻譜儀的掃頻激勵測量。本論文充分調研了多個工作點測量系統(tǒng)方案，在綜

2、合各個實驗方案和了解了相關理論的基礎上，提出了由前端電子學、FPGA、ARM和上位機構成的工作點測量系統(tǒng)架構，該系統(tǒng)架構充分發(fā)揮了FPGA的在線可編程特性，可以適應和滿足多種不同的機器研究的測量需求。論文首先對工作點測量原理做了簡單的介紹，并調研了目前各加速器實驗室所采用的工作點測量的技術。論文第三章對基于FPGA的工作點測量系統(tǒng)架構和各個模塊的功能以及實現方法做了詳細介紹。FPGA功能模塊主要包括信號激勵，信號采集以及通信模塊，信號激

3、勵模塊包括參數化的掃頻激勵信號和白噪聲激勵信號，信號采集部分主要通過FPGA來控制ADC，并將ADC采集得到的數字信號經過濾波，抽取等操作存儲到RAM中。ARM的主要功能是對數字信號進行傅里葉變換FFT以及尋找變換后的幅度的峰值，其次是起一個橋梁的作用，上位機GUI程序通過ARM可對FPGA內部狀態(tài)寄存器進行讀寫操作。FPGA和ARM間的數據通過AXI4總線協(xié)議進行傳輸，ARM和上位機的數據傳輸通過socket編程實現。論文的第四章介紹