[发明专利]一种模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统和方法

权利要求书

1.一种模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统，其特征在于，包括模拟量输入通道、ADC数据采集电路、FPGA控制器、SDRAM存储器、PCI通信接口、触发电路、直流程控电源、试验电路通用子板和上位机；

模拟量输入通道，对所需采集的模拟信号进行放大滤波调理；

ADC数据采集电路，通过模拟量输入通道采集模拟信号，将模拟信号转为数字信号发送给FPGA控制器；

FPGA控制器，接收上位机指令，控制ADC数据采集电路工作，将采集数据发送至上位机；

SDRAM存储器，用于缓存采集数据；

PCI通信接口，实现FPGA控制器与上位机的通信，实现FPGA控制器与上位机之间的指令的传递和试验数据的传输；

触发电路，用于实现模拟信号的电平突变触发，当模拟信号满足所设置的触发条件时，触发FPGA控制器控制SDRAM存储器保存数据触发时和触发之后的数据；

直流程控电源，用于给模拟量输入通道、ADC数据采集电路、FPGA控制器、SDRAM存储器、PCI通信接口、触发电路、试验电路通用子板供电；

试验电路通用子板，用于加载被测器件，被测器件输出模拟信号至模拟量输入通道；

上位机用于控制直流程控电源的开关、测试条件设置，并用于观测模拟信号的实时波形。

2.根据权利要求1所述的一种模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统，其特征在于，所述FPGA控制器包括放大器增益控制模块、ADC采集芯片时序控制模块、内部FIFO数据缓冲模块、SDRAM存储器控制模块、内部乒乓操作控制器、内部主控状态机、触发信号控制模块、PCI通信接口与控制状态机；

放大器增益控制模块控制前端FPGA的增益，ADC采集芯片时序控制模块实现对ADC采集时序的控制，内部FIFO数据缓冲模块实现对采集数据的缓冲，SDRAM存储器控制模块实现对SDRAM存储器的控制；内部乒乓操作控制器用于防止数据的丢失与传输间断；内部主控状态机为FPGA内部控制的主状态机，实现对整个采集电路的逻辑控制；触发信号控制模块实现对触发电路的控制，PCI通信接口与控制状态机实现对PCI总线通信接口的控制。

3.根据权利要求2所述的一种模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统，其特征在于，所述SDRAM存储器实现对ADC数据采集电路采集数据的暂时存储，当FPGA控制器检测到采集信号发生突变时，将SDRAM存储器的数据发送至上位机。

4.根据权利要求3所述的一种模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统，其特征在于，所述FPGA控制器将SDRAM控制器分割成两个内存模块，通过主控状态机控制的乒乓操作，实现数据的连续记录。

5.使用如权利要求1～4任一所述的模拟类器件单粒子瞬态通用检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

(1)在模拟量输入通道中，被测输入信号通过保护电路，当被测信号幅度超过保护电路的工作电压范围后，被测信号将被限制幅值；被测信号通过无源衰减器，将被测信号幅度衰减至ADC数据采集电路中ADC芯片和阻抗变换电路的工作电压范围之内；被测信号通过阻抗变换，将差分输入信号变换成单端信号；被测信号通过AD驱动模块；被测信号通过低通滤波器，根据奈奎斯特采样定理和输入信号的频谱宽度，设置低通滤波器的带宽，实现信号的抗混叠滤波；

(2)被测信号通过ADC数据采集电路，并将采样结果发送给FPGA控制器内置的FIFO缓冲器中；

(3)被测信号通过触发电路，触发电路根据输入信号的幅度与触发设置电平，对信号幅度进行比对；

(4)当输入信号幅度与触发设置电平比对结果满足触发条件时，触发电路将输出脉冲信号，该信号通过系统内置FPGA控制逻辑捕获，并在FPGA内部启动脉冲宽度检查；

(5)脉冲宽度检测在FPGA内部通过计数完成，当检测结果满足测试要求的时候，将通过控制指令通知上位机进行数据存储；

(6)当上位机软件接收到FPGA主控状态机发送的控制指令后，将此信息的记录时间参数保存至上位机，上位机将根据此时间信息标记该数据块。