收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大亚湾反应堆中微子实验中基于VME的RPC电子学研制

郝慧峰  
【摘要】:大亚湾反应堆中微子实验的主要目的是精确测量中微子混合角013,实验的设计目标是在90%置信区间内对sin22013的测量达到0.01的精度。因为大亚湾实验的本底主要来自宇宙射线,所以大亚湾实验设计了由水契伦克夫探测器和阻性板室(Resistive Plate Chamber, RPC)探测器组成的两重反符合探测器对宇宙线产生的中子本底进行排除。本文主要介绍的是大亚湾中微子实验中基于VME (Visa Module Euro card)的RPC电子学的设计、实现、测试结果及其分析和总结。本文第一章介绍了中微子实验的背景和大亚湾反应堆中微子实验的概况;第二章首先介绍了国际上运行的几个Muon读出电子学系统的结构,然后从大亚湾RPC电子学的设计需求出发,介绍了RPC电子学的系统结构、系统的工作流程、系统中的各个模块和系统在抗干扰方面的考虑;第三章介绍了触发子系统的设计和实现,重点介绍了RPC触发插件(RPC Trigger Module, RTM)的硬件设计和逻辑设计;第四章介绍了读出子系统的设计和实现,重点介绍了VME读出插件(Readout Module, ROM)的设计、实现和改造;第五章给出了RPC电子学的相关测试;第六章对本论文的工作进行了总结并展望了未来的工作。 根据大亚湾实验对RPC电子学系统的设计需求,在总结国际上已经在运行的Muon读出电子学系统的经验的基础上,我们设计研制了由触发子系统和读出子系统组成的基于VME的RPC电子学。触发子系统主要完成触发相关的功能,由前端板FEC(Front-End Card)、读出传输板ROT(Readout Transceiver)和VME触发插件RTM组成。在触发子系统中,前端板FEC负责收集来自RPC探测器的感应条输出信号,并产生符合信号;读出传输板ROT负责将FEC产生的符合信号上传给RTM,并将RTM产生的本地触发信号下发给FEC;RTM负责接收来自FEC的符合信号,根据符合信号产生本地触发信号并下发给FEC,同时,在有符合信号产生时产生触发数据。在整个触发子系统的设计中,VME触发插件RTM具有重要的地位。RTM通过大规模可编程逻辑器件的运用,形成对应于整个实验厅的RPC模块的Trigger map,以完成周边触发的功能。为了与其它探测器系统交叉检查触发的性能和研究本底,RTM还具备接收来自主触发系统的Cross Trigger的功能。读出子系统主要实现事例数据的读出功能,由前端板FEC、读出传输板ROT和读出插件ROM组成。读出子系统使用大量的FPGA (Field Programmable Gate Array),以完成事例数据的实时读出。ROM和RTM都是9U的VME插件。RPC电子学通过VME总线的CBLT (Chain BlockTransfer)协议将ROM中的事例数据和RTM中的触发数据上传给DAQ系统。 我们在设计系统结构的时候充分的考虑了系统的抗干扰性能。主要采用了以下抗干扰的措施: 1)系统的前端(ROT与FEC之间的连接)采用了星形的连接方式; 2)ROT与ROM(或RTM)之间的采用了光纤传输以隔离地线; 3)系统中使用的电缆采用了带屏蔽的电缆,并且使电缆的屏蔽层在ROT一侧单端接地; 4)系统中的FEC和ROT都使用了屏蔽盒和机箱进行了屏蔽; 5)设计中对于本地触发等关键信号采取了防干扰的设计。 为了验证RPC电子学系统的功能和性能,我们进行了一系列的测试。测试结果显示,RPC电子学系统完全满足系统的设计需求。大亚湾近厅的安装结束后,RPC电子学与RPC探测器的联合测试更是说明了电子学系统可以在实验现场稳定运行,并且能够满足探测器取数的需求。 目前RPC电子学3个实验厅的安装已经结束。整个大亚湾实验经过安装调试和试运行之后,已经进入了实际取数的阶段。北京时间2012年3月8日14时,大亚湾中微子实验国际合作组发言人王贻芳在北京宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率 本论文设计主要有如下几个特点: 1)系统结构使用了前端星形连接的方式; 2)系统中采用了本地触发与系统触发相结合的触发方式; 3)在事例数据和触发数据中都添加了与全球定位系统(Global Positioning System,GPS)同步的绝对时间标记,用来对齐不同的探测器系统之间的数据; 4)事例数据中的秒内时标和秒级时标分别在FEC和ROM上添加,并通过对秒级时间的奇偶校对解决了由于数据传输引起的秒级时标错误问题; 5)在数据读出的逻辑设计中,采用了轮询的读出方式实现了多通道数据的实时读出; 6)采用大量可编程逻辑器件FPGA,以实现本地触发功能和数据的缓冲功能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 何会海,C.Bacci,包克智,F.Barone,B.Bartoli,P.Bernardini,S.Bussino,E. Calloni,R. Cardarelli,S.Catalanotti,S.Cavaliere,F.Cesaroni,查敏,P.Creti,单增罗布,B.D'Ettorre Piazzoli,M.DeVincenzi,T.DiGirolamo,G.DiSciascio,冯振勇,傅宇,高晓宇,庚庆喜,郭宏伟,何瑁,黄庆,M.I;羊八井50m~2RPC地毯性能研究YBJ-ARGO合作组(英文)[J];高能物理与核物理;2001年01期
2 吕磊,徐琳,洪志全;DCOM远程对象接口方法调用原理及应用[J];物探化探计算技术;2001年04期
3 单波,杨吴生,黄政宇;钢纤维对RPC抗压强度增强作用的研究[J];湘潭大学自然科学学报;2002年01期
4 陈旭东,刘迪仁;基于文件系统的客户/服务器的应用[J];铀矿地质;1999年04期
5 张永明;一种基于 RPC 的空间μ子探测系统[J];核电子学与探测技术;1998年06期
6 何会海,刘琨,卢红,沈培若,谭有恒,吴超勇,杨群羽,张慧敏,张勇;羊八井ARGO实验RPC性能(英文)[J];高能物理与核物理;2004年04期
7 彭涛,赵鹏伟;Java RMI在分布计算中的应用[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2005年03期
8 邢涛;高精度测试脉冲发生器[J];核电子学与探测技术;1998年01期
9 柳贺;何忠焕;;基于REST的地理信息公共服务平台的Web服务研究[J];江西测绘;2011年02期
10 方裕,田国良,史忠植,周成虎;现代IT与第四代GIS软件[J];中国图象图形学报;2001年09期
11 刘倩;张家文;陈进;李如柏;赵建兵;韩纪峰;谢宇广;姚宁;漆纳丁;;BESⅢ RPC宇宙线测试系统[J];高能物理与核物理;2006年04期
12 吴超勇;何会海;曹臻;沈培若;;ARGO—YBJ实验的远程运行[J];核电子学与探测技术;2010年07期
13 沈荣熹;对四种高性能纤维增强水泥复合材料的评价与展望[J];河南科学;2002年06期
14 徐志伟;林和平;;基于RPC的高可信同步轻量级服务架构的研究[J];科技信息;2008年30期
15 易碧金;地震仪器中的几种常用总线及其规范[J];物探装备;1996年04期
16 徐国勇;;基于卫星影像和RPC原理的DEM生成研究[J];科技信息;2010年15期
17 郑琳;陈鹰;林怡;;SPOT影像的RPC模型纠正[J];测绘与空间地理信息;2007年02期
18 陈丁丁;用RPC-5ANALOG柱层析方法纯化DNA[J];生物化学与生物物理进展;1989年03期
19 吴超勇;何会海;曹臻;盛祥东;查敏;沈培若;;ARGO-YBJ实验的环境监测[J];核电子学与探测技术;2008年04期
20 弓美荣;;卫星遥感影像和数码航空影像结合生产调绘片的方法[J];测绘技术装备;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宁哲;马烈华;张家文;陈进;;大亚湾反应堆中微子实验RPC裸室的宇宙线测试[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年
2 杨海龙;;XML-RPC协议在数字地球平台中的应用[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年
3 刘数华;王军;;石灰石粉在超高强混凝土RPC中的作用机理[A];全国混凝土新技术、新标准及工程应用——“全国混凝土新技术、新标准及工程应用”学术交流会暨混凝土质量委员会和建筑材料测试技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
4 秦鑫;余自若;安明喆;;基于概率分布的RPC损伤本构关系[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
5 王林进;;5136-PFB-VME板卡在GE 90-70 PLC中配置的探讨[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
6 陈超;金凌志;谢旦;;预应力RPC简支梁受弯性能浅析[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
7 吕冰峰;曹霞;周旭;史珊伊;;无粘接预应力RPC简支梁裂缝计算分析[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
8 孟建文;杨波;;VME总线形式高速计数器模块在冷轧机组自动控制系统中的应用[A];中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C];2010年
9 季辉;;从“冲击波”事件谈网络蠕虫病毒的防范[A];第十九次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2004年
10 张永明;袁波;;RPC μ子望远镜的设计[A];第8届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(一)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧峰;大亚湾反应堆中微子实验中基于VME的RPC电子学研制[D];中国科学技术大学;2012年
2 张明波;基于承载力控制的预应力RPC梁设计理论研究[D];北京交通大学;2009年
3 杨珩;大亚湾中微子实验中RPC电子学前端读出板和读出插件的研制[D];中国科学技术大学;2010年
4 杨剑;CFRP预应力筋超高性能混凝土梁受力性能研究[D];湖南大学;2007年
5 蒋田勇;碳纤维预应力筋及拉索锚固系统的试验研究和理论分析[D];湖南大学;2008年
6 石林;GPU通用计算虚拟化方法研究[D];湖南大学;2012年
7 刘红彬;活性粉末混凝土的高温力学性能与爆裂的试验研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
8 卢姗姗;配置钢筋或GFRP筋活性粉末混凝土梁受力性能试验与分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 钱迎进;大规模Lustre集群文件系统关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 耍荆荆;高速铁路预应力RPC桥梁疲劳可靠性设计方法研究[D];北京交通大学;2010年
2 邹镇宇;碎石活性粉末混凝土(碎石RPC)的局部承压力学性能研究[D];北京交通大学;2010年
3 刘鹏;正交异性钢板—活性粉末混凝土(RPC)组合梁界面抗剪分析[D];湖南大学;2012年
4 何世峰;VME系统在冷轧中的应用[D];山东大学;2010年
5 袁也;150℃-400℃高温干热养护制度对活性粉末混凝土(RPC)力学性能的影响[D];北京交通大学;2012年
6 刘丹;纳米SiO_2对RPC力学性能影响的试验研究[D];西北农林科技大学;2012年
7 王新模;VME总线控制器开发[D];华中科技大学;2011年
8 司金艳;RPC板与钢桁架组合结构研究分析[D];北京市市政工程研究院;2012年
9 李俊安;基于VME总线的列车监控系统硬件平台设计[D];华中科技大学;2012年
10 吴捧捧;自密实钢管RPC柱基本力学性能研究[D];北京交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 薛梅 王巧然;中国石油与RPC公司人才互换技术共享[N];中国石油报;2011年
2 记者 于博 通讯员 尚玉凯;国内最大跨度RPC梁通过铁道部鉴定中心标准审定[N];人民铁道;2009年
3 汉字;RPC推出含有30%再生料的PET果汁瓶[N];中国包装报;2008年
4 本报记者 徐锋;四季度车市还能火一把吗[N];中国消费者报;2001年
5 ;电信OEM市场呼唤开放平台[N];中国电子报;2000年
6 杨锁民;解读富康跌破10万元[N];中国商报;2001年
7 本报记者 边歆;管理漏洞 拥有安全[N];网络世界;2008年
8 本报记者 张凤宇;神龙大力拓展家用轿车市场[N];中国信息报;2001年
9 本报记者 魏惠娟;9.78万富康新自由人束缚了谁?[N];中国经营报;2001年
10 李林;超前盘点今年车市(上)[N];中国经营报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978