LHAASO WCDA读出电子学时钟同步与数据传输研究
[Abstract]:Cosmic rays are energetic particles that arrive at Earth from space. The main components of cosmic rays include charged particles, gamma photons and neutrinos. Cosmic rays originate from the evolution and energetic activities of various celestial bodies and are influenced by various interstellar media and electromagnetic fields during their propagation. On the other hand, the study of cosmic rays and their origins can help us understand the origin, development and evolution of the universe. As a neutral particle, gamma photons are not susceptible to the interference of magnetic field to change the direction of propagation. A plan to build a large high altitude air Shower Observatory (LHAASO) has been proposed. The LHAASO is more than 4,000 meters above sea level and consists of several sub-detectors, namely, a wide-angle Cherenkov telescope array, a muon detector, an electromagnetic particle detector, and a water Cherenkov Detecto detector array. WCDA consists of three pools, covering an area of about 80,000 square meters, in which 3120 photomultiplier tubes (PMTs) are distributed. The scheme avoids the attenuation, noise and interference caused by long cable transmission, and reduces the cost of high quality long cable. Accordingly, FEE is required to transmit the data results through a distance of 400-500 meters to the back-end data acquisition system (DAQ). In CDA electronics, optical fibers are used to transmit signals, and commands, data, and clocks are fused into a single fiber for hybrid transmission. LHAASO is located on a plateau with a harsh environment, a large temperature difference in the four seasons, and no temperature control conditions are available for electronics and optical fibers. It is a key technology and design difficulty in WCDA readout electronics to realize high precision clock phase synchronization and alignment in space range and variable temperature environment.White Rabbit (WR) technology is a good clock synchronization method for large scale space,but its precision can only be guaranteed. At the sub-nanosecond level, there is no systematic solution to the problem of electronics and fiber path delay varying with temperature in the previous work at home and abroad and in my laboratory, or the phase compensation based on temperature sensor real-time test environment temperature matching look-up table is proposed. In order to ensure the accuracy of phase synchronization of the whole system, a method based on delayed incremental allocation is proposed to realize high precision automatic phase synchronization without the use of temperature sensors and other peripheral devices. In addition, WCDA electronics uses a data acquisition method without hardware trigger, that is, FEE needs to read out all data, and then use software to trigger the data selection, which can increase the flexibility of data analysis, but the speed and reliability of FEE data transmission are improved accordingly. For this reason, WCDA readout electronics requires high-speed data encapsulation of TCP/IP protocol. According to the overall consideration of LHAASO data and clock, WR switch is required to be used as the aggregation node of clock and data. For this reason, this paper also needs to study the custom clock phase synchronization circuit, TCP/IP encapsulation logic and WR. The structure of this paper is as follows: Chapter 1 mainly introduces the history, current situation and detection methods of cosmic rays; then introduces the LHAASO experiment and its scientific objectives, describes the readout electronics index and overall structure of WCDA, especially for clock and data transmission. Chapter 2 investigates clock and data transmission techniques in some large-scale physical experiments. The clock and data transmission techniques used in these experiments provide a good reference for WCDA clock and data transmission schemes. In order to meet the requirements of WCDA readout electronics, it is necessary to synchronize the clock phase in large-scale space and in variable temperature environment, and to realize high-speed data transmission based on TCP/IP in front-end FEE. Chapter 4 mainly introduces the realization of hardware electronics, and describes the hardware circuit and logic function in detail. Chapter 5 tests the clock synchronization and data transmission electronics system. In the aspect of clock synchronization performance test, the clock jitter performance is tested first, and then the single-layer and multi-layer WR are used to intersect. In the aspect of data transmission test, data rate test and bit error rate test of single FEE and multiple FEEs are carried out respectively. Finally, the existing work of this paper is summarized and the future work direction is prospected.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O572.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 谢瑞国,缪强;9210工程地市(县)级数据传输处理本地化的若干问题[J];四川气象;2001年01期
2 韦振锦;方华;成春艳;;三层结构在医保数据传输中的应用[J];广西科学院学报;2007年04期
3 刘晓度;;基于嵌入式LINUX技术和GPRS网络的数据传输[J];科技创业月刊;2007年03期
4 丁官元;王俊清;;电力系统GPRS数据传输安全性研究[J];黑龙江科技信息;2007年12期
5 邓昕才;;基于Web Service的海量数据传输技术研究与实现[J];贵州师范大学学报(自然科学版);2008年04期
6 李海燕;张宗峰;;3G通讯在地震观测数据传输中的应用[J];信息与电脑(理论版);2013年04期
7 刘锋;姜殿荣;冯晓玲;;柳州雷达数据传输监控系统[J];气象研究与应用;2014年02期
8 吕学谦;;海上卫星数据传输开始试验[J];国外油气勘探;1983年02期
9 张朝昌,马春艳;自动气象站数据传输故障的原因分析[J];山东气象;2003年03期
10 路嘉扬;张文祥;;基于ZigBee的无线网络通用数据传输系统设计研究[J];科技情报开发与经济;2014年14期
相关会议论文 前10条
1 戴志刚;;数据传输的解决方案[A];’2001天津信息技术、电子、仪器仪表学术会议论文集[C];2001年
2 李非;;浅谈无线数据传输的组网和应用[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
3 黄少杰;张晓莹;邹俊伟;;基于ZE5嵌入式开发平台的GPRS数据传输[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
4 刁兆坤;;支持高速数据传输的CDMA 1X EV-DO技术及演进[A];2005'中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2005年
5 孙文彬;杜志刚;贾万鹏;付志刚;;邯钢钢卷喷号机数据传输逻辑时序分析与改进[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
6 陈宇晓;唐丹;孙颖铭;;基于CDMA的无线数据传输平台[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
7 韦振锦;方华;成春艳;;三层结构在医保数据传输中的应用[A];广西计算机学会2007年年会论文集[C];2007年
8 吴慧伦;;数据传输终端设备的可靠性分析及设计[A];2009第十三届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2009年
9 邹程;魏银库;刘忆辉;;基于GSM无线网络的数据传输应用研究[A];全国ISNBM学术交流会暨电脑开发与应用创刊20周年庆祝大会论文集[C];2005年
10 曾又枝;王庆辉;邢丽平;王迎迎;向立莉;;micaps数据传输和处理优化[A];2008年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 田学科;新方法可极大提高移动自组织网效率[N];科技日报;2012年
2 凌曼文;您的心脏已经联网,数据传输中……[N];中国计算机报;2007年
3 晓峰;我国在CDMA数据传输核心设备领域争得发言权[N];中国经营报;2002年
4 于翔;WANScaler链路加速进行时[N];网络世界;2007年
5 郝宇红;TCP不能保证数据传输的万无一失[N];中国计算机报;2000年
6 本报记者 吴玉征;跨境数据传输 安全为先[N];计算机世界;2012年
7 冯卫东;美开发高速数据传输新技术[N];科技日报;2009年
8 ;GPRS为保险营业前台联线建网[N];计算机世界;2005年
9 厉建超;美国因特网的规模和增长速度[N];厂长经理日报;2000年
10 陈思;双流数据传输[N];中国计算机报;2003年
相关博士学位论文 前8条
1 任健康;信息物理系统高效数据传输和调度机制研究[D];大连理工大学;2015年
2 褚少平;LHAASO WCDA读出电子学时钟同步与数据传输研究[D];中国科学技术大学;2017年
3 秦爽;资源受限机会网络中的数据传输建模与分析[D];电子科技大学;2012年
4 徐飞;蓝牙数据传输增强技术研究及其基带芯片设计实现[D];西安电子科技大学;2013年
5 赵慧;机会网络的数据传输与应用研究[D];电子科技大学;2013年
6 马春梅;城市环境VANETs数据传输及智能安全行驶研究[D];电子科技大学;2015年
7 俞欣;多跳无线网络中缓存分布与访问调度研究[D];华中科技大学;2011年
8 黎勇;实时协同图案设计优化数据传输若干问题研究[D];浙江大学;2005年
相关硕士学位论文 前10条
1 朱少杰;某卫星Ka频段高速数据传输系统仿真与设计[D];上海交通大学;2014年
2 许新玲;基于北斗的气象数据传输终端设计[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2015年
3 司恩波;WIA-PA工业无线控制网络数据传输调度[D];北京化工大学;2015年
4 李文琳;基于车载自组织网络的智能停车导航系统研究[D];电子科技大学;2015年
5 党小彩;短波数据传输链路层协议设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年
6 杜力;RFID系统的数据传输优化与安全技术研究[D];电子科技大学;2014年
7 李婕;嵌入式多线程高速数据实时传输软件设计与实现[D];电子科技大学;2015年
8 黄震;高速数据传输控制卡的设计与实现[D];解放军信息工程大学;2015年
9 郭文光;低功耗多通道多方式数据传输控制系统研究及应用[D];北方工业大学;2016年
10 牛聪;云计算数据传输优化和智能卸载策略[D];郑州大学;2016年
,本文编号:2218202
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2218202.html