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数字束流位置探测器通道自动增益校准方法的研究与实现

高国栋 曹建社 刘智 杜垚垚 叶强 麻惠洲 随艳峰 岳军会 何俊 徐韬光 杨静 张醒儿 唐旭辉 魏书军

高国栋, 曹建社, 刘智, 等. 数字束流位置探测器通道自动增益校准方法的研究与实现[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 094006. doi: 10.11884/HPLPB202133.210202
引用本文: 高国栋, 曹建社, 刘智, 等. 数字束流位置探测器通道自动增益校准方法的研究与实现[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 094006. doi: 10.11884/HPLPB202133.210202
Gao Guodong, Cao Jianshe, Liu Zhi, et al. Study and implementation of automatic gain calibration method for 4-channel digital beam position monitor[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 094006. doi: 10.11884/HPLPB202133.210202
Citation: Gao Guodong, Cao Jianshe, Liu Zhi, et al. Study and implementation of automatic gain calibration method for 4-channel digital beam position monitor[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 094006. doi: 10.11884/HPLPB202133.210202

数字束流位置探测器通道自动增益校准方法的研究与实现

doi: 10.11884/HPLPB202133.210202
基金项目: 中国科学院青年创新促进会(No.Y202005)中国科学院重大科技基础设施重大成果培育项目(No.E01G74Y2)
详细信息
    作者简介:

    高国栋,gaoguodong@ihep.ac.cn

    通讯作者:

    曹建社,caojs@ihep.ac.cn

  • 中图分类号: TL506

Study and implementation of automatic gain calibration method for 4-channel digital beam position monitor

  • 摘要: 在现有硬件基础上,基于BPM测量准确度的需求,在自制的电子学FPGA芯片内,通过Verilog语言实现了一种数字BPM采样数据增益自动校准的设计。首先介绍了自动增益校准模块的系统总体设计;然后对模块的实现方法做了详细说明,设计并搭建了ADC数据自动增益校准测试平台以验证自动增益较准模块的功能;最后介绍了该设计在BPM通道标定中的应用。实验结果表明,该方法可以实现4通道增益一致,使ADC采样后的数据幅度相同,有效解决了由通道增益不一致引起的测量偏差,以及工程应用中ADC数据幅度校准工作量大且难于操作的问题,将在BPM系统通道自动标定中发挥重要作用。
  • 图  1  自动增益校准逻辑系统框图

    Figure  1.  Block diagram of automatic gain calibration system

    图  2  BPM数字采样处理电路结构框图

    Figure  2.  Structure diagram of BPM digital sampling and processing circuit

    图  3  ADC采样数据自动增益校准原理框图

    Figure  3.  Block diagram of ADC sampling data automatic gain correction

    图  4  数据处理流程图

    Figure  4.  Data processing flow chart

    图  5  ADC数据自动增益校准前数据示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of ADC data before automatic gain calibration

    图  6  ADC数据自动增益校准后数据示意图

    Figure  6.  Schematic diagram after ADC data automatic gain calibration

    图  7  数字BPM在线标定原理示意图

    Figure  7.  Schematic diagram of online calibration principle of digital BPM

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-26
  • 修回日期:  2021-07-21
  • 网络出版日期:  2021-08-12
  • 刊出日期:  2021-09-15

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