BES3小单元漂移室模型试验数据获取系统

论文摘要

本文介绍了一种用于北京谱仪3（BES3）小单元漂移室模型实验的数据获取（采集）系统。 文章第1章介绍相关背景，并提出搭建此系统的必要性；第2章介绍用于数据获取的硬件系统包括组成系统的各电子器件，并简单介绍了系统工作过程；第3章介绍了保证此系统正常工作的软件系统，它包括底层驱动、CAMAC（Cumputer Automated Measurement And Control）标准函数和图形用户界面GUI（Graphical User Interface）。第4章介绍了系统的调试过程，主要是逐步解决了里面存在的许多实际问题，使系统得以正常工作，并详细叙述了系统工作的结果。结论部分对本文内容做了小结、指出了其中的创新之处，并对后续工作提出了建议。 本系统硬件系统主要包括计算机，机箱控制器（CCU：Crate Control Unit），以及其它电荷、时间测量插件。其中计算机为普通的PC机，通过自己开发的ISA接口卡与机箱控制器（CCU）相连。其他电子学插件包括前放、主放、TDC（Time-to-Digital Converter）、ADC（Analog-to-Digital Converter）、闪烁计数器、甄别器、符合一逻辑单元、定时单元、扇出单元、以及输入输出寄存器和ISA（Industry Standard Architecture）接口卡。各个电子器件直接通过50欧姆的同轴电缆或双绞线电缆相连。 计算机采用Red Hat7．2 Linux操作系统。在此平台上采用C语言开发出ISA接口卡的硬件设备驱动程序。并在驱动程序的基础上开发出CAMAC标准函数，和图形用户界面GUI，使整个系统按自己的要求工作，完成数据获取。 在调试该系统时，通过增加25m长电缆延迟的方法解决延迟不一致的问题。通过调节定时单元改变门（Gate）信号的前后沿和起始（Start）信号的前沿以及调节ADC、TDC插件面板上面的旋钮来调节精度。通过改变接地和增加屏蔽来解决噪声问题。 用刻度的方法，测试调节好的数据获取系统的性能，效果非常好，能够满足模型试验的要求。然后用宇宙线为粒子源，用此系统测试模型的性能，详细的具体测试结果表明整个数据获取系统工作正常。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 研究的背景及意义
• 1.1 北京谱议
• 1.2 北京谱议3（BES3）
• 1.3 主漂移室MDC4（Main Drift Chamber 4）
• 1.3.1 漂移室模型
• 1.3.2 工作气体的选择
• 1.3.3 漂移室的主要性能
• 1.3.4 漂移室的寿命
• 1.4 本文的主要内容及工作简介
• 第2章 数据获取系统介绍
• 2.1 CAMAC（Cumputer Automated Measurement And Control）系统
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 CAMAC机箱
• 2.1.3 CAMAC数据通道
• 2.1.4 机箱数据通道的命令操作
• 2.1.5 机箱控制器CCU-99
• 2.1.6 总线驱动器-ISA接口电路板
• 2.2 NIM系统
• 2.3 系统中所有电子器件介绍
• 2.3.1 时间信号（T）道电子器件介绍
• 2.3.2 电荷信号Q道插件介绍
• 2.3.3 输入输出寄存器
• 2.3.4 校准电路器件介绍
• 2.4 系统的工作过程简介
• 第3章 数据获取软件的设计与结构
• 3.1 CAMAC驱动
• 3.1.1 Linux环境下的底层设备驱动——对硬件的驱动
• 3.1.2 编写CAMAC驱动子函数
• 3.2 编写数据获取进程程序
• 3.3 编写在线刻度进程程序
• 3.4 编写GUI及直方图和单事例显示程序
• 第4章 系统调试
• 4.1 调节延迟及精度
• 4.1.1 调节T0
• 4.1.2 调节精度
• 4.2 消除道间串绕
• 4.3 噪声干扰的消除
• 4.4 系统性能及小单元漂移室模型测试结果
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A攻读学位期间所发表的学术论文目录