齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院激光研究所，山东 济南 250103
为满足风场对风速测量的需求，研制了基于FPGA的激光雷达测风系统高速信号采集处理模块，负责对激光雷达回波信号采集、快速傅里叶变换(FFT)及频谱数据累加平均运算。将采集到的1 024点回波数据通过流模式、块浮点结构FFT运算，分别得到单次频谱数据和1 024次累加平均频谱数据，并利用数据传输模块可靠传输至上位机进行显示与分析。通过搭建工作波长为1 550 nm的连续相干激光雷达测风系统，对信号采集处理模块进行指标测试和累加平均滤波算法验证。测试结果表明：该采集处理模块能够在100 MHz时钟下对回波信号实时采集处理，频谱分辨率达到97.66 kHz，将风速测量精度提升至7.57 cm/s。
激光雷达 高速信号采集与处理 FPGA FFT lidar high-speed signal acquisition and processing FPGA FFT 红外与激光工程
2021, 50(S2): 20210467
山东省科学院激光研究所无损检测平台, 山东 济南 250103
针对钢轨探伤可靠性试验及缺陷信号采集处理要求, 建立了一套基于激光超声技术的无损检测系统。该系统主要包括高能量脉冲激光器、电磁超声换能器、嵌入式信号采集处理系统以及带有人工缺陷裂缝的P60钢轨试件。在分析利用瑞利波探伤机理的基础上, 重点研究了激励线圈阻抗匹配方法, 介绍了嵌入式信号采集处理系统工作原理及其信号处理过程。最后利用搭建的激光超声检测系统, 实现钢轨表面深度不少于0.5 mm缺陷的定位, 并给出了接收信号幅度与提离距离以及缺陷尺寸的关系。
激光超声 钢轨探伤 电磁超声换能器 laser ultrasonic rail steel flaw inspection EMAT 红外与激光工程
2017, 46(1): 0106006
1 山东省科学院激光研究所无损检测平台，山东 济南 250103
2 中国海洋大学物理系，山东 青岛 266100
给出了结合小波阈值方法的激光超声成像系统, 其中激光束作为扫查器扫描铝块试样，而干涉仪作为接收装置。保存的超声信号需要经过小波阈值降噪处理，处理的数据按照扫描的顺序构成三维矩阵，这样可以沿着时间轴切片产生一帧帧图片，这些图片可以利用MATLAB程序叠加成三维空间。最后，这些人工缺陷可以被模型化和可视化。通过结合算法运用超声信号成功地构建了三维物体模型，其中包含了缺陷信息，指明了激光三维成像比传统的激光超声识别缺陷方法更加直观和有效。
激光超声 三维成像 铝块 缺陷 laser ultrasonic three-dimensional imaging Al block defects
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
简要介绍了在核物理实验数据获取系统中, 用FPGA芯片和VHDL语言实现对事件触发信号的预处理。阐述了在核物理实验数据获取系统中对事件触发信号的一般要求；结合60Co伽马谱测量实验, 介绍了基于一套自主研发的数据获取系统中触发信号的预处理, 并给出了用VHDL语言实现该触发信号预处理的思想、仿真时序图和实验结果。该方法通过实验验证, 证明切实可行, 灵活性强。
数据获取 触发信号 处理 data acquisition trigger signal processing field-programmable gate array FPGA 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2727
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
分析了核物理实验的特点及其对模数转换器(ADC)的要求, 比较了3种ADC芯片的主要技术指标, 选取了具有逐次逼近寄存器型架构和16位分辨力的ADS8472作为采集芯片, 其微分非线性和积分非线性分别是±0.50 LSB(最低有效位,least significant bit)和±0.65 LSB。根据该芯片在实际电路中的应用, 介绍了多道脉冲幅度采集分析系统架构, 并对其工作原理进行了说明。利用线性电源芯片给出了合理的供电方案, 经过长时间(72 h)满负荷运行考验, 各扇出电压波动均小于1 mV。
核物理实验 ADC选型 多道脉冲幅度采集分析系统 线性电源芯片 nuclear physics experiments analog-digital converter selection multi-channel pulse amplitude acquisition and anal linear power chip
