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基于FPGA技术的数字鉴相器的设计与仿

真

重大核科学工程?m一13串列加速器升级工程101

当电子与腔体表面碰撞时,会产生二次电子发射与折回反射两种现象.

以上两点取自调研资料,下面进行一些推导,并结合实际调试中所得到的经验来细化多电子倍

增效应的某些特性.

首先,如果假定二次发射的电子间不存在互相影响,发射的过程可用贝努里随机模型进行描述,

反射n个电子的概率为:

:exp(1)

其中:为每次碰撞时的二次发射系数,与入射电子的能量和角度有关;,为增强系数,与材料和

,引入1个[O,1】间的随机值来与下面的值进行比较:

Xk=?k=0,1,2,…(2)n=0

如果大于Xk一1小于瓤,那么k即为这一次碰撞产生的二次电子的

数量.

折回反射的电子与入射的电子能量相同,方向相反,而对于单个电子产生电子雪崩效应要求满

足的电场条件是1个等式,再加上反射的电子轨迹相对固定,这意味着由电子折回反射产生电子倍

增效应的板间电压是几个成倍数的电压点.

其次,二次电子发射是1个相对随机无序的过程,发射多少电子,发射的电子偏向何方,都与

腔体表面的光洁度与材质有关.

二次电子的能量和角度分布根据不同的材质用式(3),(4)来进行计算:

IFE(E)dE=(3)

IFo(O)dO=Xo(4)

其中:为二次电子的能量;为二次电子的速度矢量与碰撞点表面的法向矢量间的夹角;

和Fo(为二次电子的能量分布和角度分布;XE和xoN[O,l】之间的随机数.

这一点决定了由二次电子发射引起电子倍增效应的板间电压为一模糊的区间值,结合上面的分

析,产生多电子倍增效应的板间电压为以几个电压点为中心,分布范围不等的几个电压区段.

从试验获得的波形图中可验证前面推导出的多电子效应是在某区域段出现的结论,也证明用脉

,还需长期不问断的锻炼.

基于FPGA技术的数字鉴相器的设计与仿真

殷治国,,

(1意大利核物理研究院南方实验室)

1数字鉴相器简介

数字三态鉴相器具有三个稳定状态,

2称为”滞后状态”,输出为吸入(Sink)电流;状态1称为”超前状态”,输出为提供()

电流;状态0称为”同相状态”,,,转换线路后可变换得到

102中国原子能科学研究院年报2007

,数字鉴相器的状态转换是通过边沿触发的,由在各状态

停留的时间比率决定输出的直流平均电平(),因此,数字鉴相器同时具有相位鉴别

和频率鉴别的功能.

2基于FPGA的数字鉴相器设计及实现

由于处理对象为高速时钟信号,因此,在设计数字鉴相器时不能忽略FPGA内部的布局和布线

:假定连接F1信号的D触发器和F2信

,以45MHz作为鉴相器工作点,仅触发器传播延迟一项