多通道数字化离子阱质谱仪测控系统研究
[Abstract]:Mass spectrometer is a kind of high sensitivity analytical instrument which is applied to material analysis and component identification. It is widely used in hot fields such as pharmacy, food safety, frontier security inspection, aerospace technology and so on. With the rapid development of Chinese economy and the improvement of science and technology, the analytical efficiency of mass spectrometers in many fields has exceeded the performance of existing mass spectrometers in China. High-throughput mass spectrometer has become the main developing direction of mass spectrometer. In order to realize the simultaneous operation of multiple quality analysis channels in the multichannel digital ion trap mass spectrometer and improve the quality analysis efficiency of the mass spectrometer, a communication control board of the measurement and control system based on ARM11 microprocessor S3C6410 is designed in this paper. Mass spectrometer requires high transmission rate, and high-speed data transmission will lead to the increase of data bit error rate. In this paper, the hardware stability and error control methods for high-speed communication are studied. In order to reduce the bit error rate (BER), the improvement measures of system reliability in high speed communication are put forward in terms of hardware and software. Based on the simulation and analysis of signal integrity in high-speed network, the quantitative relationship between circuit board layer parameters and high speed signal reflection, crosstalk and delay phenomena is determined. A digital ion trap supporting multi-channel is proposed and fabricated. At the same time, the embedded hardware system with high circuit stability. The hardware driver of bus communication and LCD display in embedded system is designed, and the data transmission between main board and signal generation module, DC output module and data acquisition module in the measurement and control system is completed. And network communication with computers. Aiming at the problem of data flow offset and data jump in high speed data communication of measurement and control system, a software level error control method is proposed. The error detection performance of different cyclic redundancy check codes in the environment of measurement and control system is analyzed, and the optimal generating polynomial is selected to realize the error detection in error control. An error correction method based on cyclic redundancy check code is designed to realize forward error correction in error control, and the error correction performance of this method is analyzed. It is proved that this method can effectively improve the communication reliability without introducing additional error-correcting codes. The communication control board of the multi-channel digital ion trap mass spectrometer in this paper has high circuit stability, which can effectively reduce the bit error rate and improve the transmission reliability in the process of data communication. It can be used in the development and integration of multichannel digital ion trap mass spectrometer.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH843
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,本文编号:2159239
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