【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及位同步和可精細調節的脈沖發生器，具體是一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法及脈沖發生器。
技術介紹
1、在加速器系統中，精確的相位同步和可調節的脈沖發生器對于實現高精度的粒子加速和控制至關重要。
2、加速器系統通常由多個組件或子系統組成，多個組件或子系統都需要使用脈沖信號用于加速和控制粒子束。為了確保這些脈沖信號的精確時序控制和協同操作，相位同步脈沖發生器被廣泛應用。
3、相位同步脈沖發生器的主要功能是將輸出脈沖同步到輸入參考時鐘的特定相位關系。因此，該脈沖發生器可以為多個加速器系統提供統一的時鐘參考信號，以及各系統所需的具有相參關系的不同頻率的時鐘信號。
4、另一方面，可調節的脈沖發生器也是加速器系統中的重要組成部分。
5、可調節的脈沖發生器能夠根據具體應用需求靈活地調整輸出時序信號的各項參數，包括脈沖寬度、脈沖延時、重復頻率、輸出幅度等，其中脈沖寬度和延時的調節精度均可達到ns量級。
6、通過與輸入參考時鐘相位同步和對輸出脈沖信號的精細調節，使得加速器裝置內各系統都能在設置的延時時刻正常工作，從而實現精確的時序控制，這些對于加速器裝置中的粒子注入、加速、束流診斷等關鍵操作非常重要。
7、因此，如何通過與輸入參考時鐘相位同步和對輸出脈沖信號的精細調節，使得加速器裝置內各系統都能在設置的延時時刻正常工作，從而實現精確的時序控制方式，是目前需要解決的一個問題。
技術實現思路
1、專利技術目的：
2、技術方案：一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，包括：
3、步驟1、脈沖發生器設備初始化；
4、步驟2、上位機或加速器控制系統與脈沖發生器建立通信連接；
5、步驟3、上位機或加速器控制系統下發參數配置，包括參考時鐘選擇、生成脈沖信號的重復工作頻率、生成脈沖信號的寬度值、生成脈沖信號的相對延時值；
6、步驟4、判定參考時鐘選擇模式；
7、步驟5、當選擇輸入外部參考時鐘時，脈沖發生器接收外部頻率為10mhz~500mhz的參考時鐘信號；
8、當選擇內部時鐘參考時，則使用的是fpga上的內部125mhz參考時鐘；
9、步驟6、根據步驟3設置的脈沖參數值，計算得出理論上脈沖重復頻率計數值、脈沖寬度計數值、脈沖延時計數值；
10、脈沖重復頻率計數值的計算：為實現脈沖輸出信號與參考時鐘之間的相位同步，脈沖重復頻率計數值應為，否則脈沖輸出信號無法和參考時鐘信號鎖相同步；
11、其中，為輸入的參考時鐘值，為上位機設置的脈沖重復頻率值，為fpga的125mhz工作時鐘，為fpga的工作周期（），通過fpga內部計數模塊實現。
12、脈沖寬度計數值的計算：不同fpga的性能不同，內部邏輯工作最高時鐘一般不超過300mhz，那么通過fpga計數的分辨率為3.3ns，所以無法得到ns量級精度，基于fpgaoserdese3模塊ddr模式完成8bits并行數據串行輸出，設計fpgaoserdese3模塊輸入時鐘125mhz，那么通過并串轉換后可以使得數據傳輸速率達到1000?mb/s，通過級聯實現ns量級的脈寬調節精度。
13、具體的，根據步驟3設置的脈沖寬度值計算得到脈沖寬度計數值（8bits），調用oserdese3模塊實現脈沖信號ns量級的可調節精度；
14、脈沖延時計數值的計算：為實現更高的延時調節精度，首先基于fpgaoserdese3模塊ddr模式完成8bits并行數據串行輸出，使得數據傳輸速率達到1000?mb/s，然后基于fpgaodelaye3模塊實現對脈沖輸出信號的ps量級延時調節精度。
15、具體的，根據步驟3設置的脈沖延時值計算得到脈沖延時計數值（8bits），調用oserdese3模塊實現脈沖信號ns量級的可調節精度。對于精度高于ns量級的延時，將計數值傳遞至odelaye3模塊進行延時。
16、步驟7、當脈沖信號校準后，輸出相應通道的脈沖信號。
17、本專利技術通過上位機或加速器控制系統下發的參數配置進行計算得出理論上脈沖重復頻率計數值、脈沖寬度計數值、脈沖延時計數值，使脈沖發生器能夠以ns級的精度生成穩定且可調節的脈沖信號，并能夠在不同工作條件下保持與輸入參考時鐘的相位同步，以滿足不同的粒子加速和控制要求。
18、在進一步實施例中，所述步驟5還包括輸出相位同步單元的125mhz時鐘信號的方法，包括：
19、步驟a、將外部的參考時鐘信號輸入到脈沖發生器的外部輸入端口；
20、步驟b、初次配置或者修改控制寄存器配置參數，相位同步單元，將正確的配置參數保存至eeprom，當下次重新上電時，脈沖發生器可以加載eeprom之前保存的配置參數，進入相位同步模式，以保持相同的配置和輸出特性；
21、步驟c、根據需要，使用分頻器模塊對輸入的外部參考時鐘信號進行分頻；
22、步驟d、可調節延遲單元對分頻器造成的延遲進行邊沿時序補償；
23、步驟e、pll反饋電路中的分頻器將時鐘信號分頻至125mhz，pll模塊會監測輸出時鐘的相位和傳播延遲，并通過實時反饋控制來調整，以實現輸出時鐘與參考時鐘的穩定對齊。
24、一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的脈沖發生器，包括：
25、至少一個相位同步可精細調節脈沖發生器；
26、所述相位同步可精細調節脈沖發生器包括接口模塊和控制模塊；
27、所述接口模塊用于接收外部時鐘參考信號、gate信號、外部觸發信號；
28、控制模塊包括上位機、fpga、rs232接口、以太網接口；
29、多路脈沖信號的輸出通道，與fpga連通。
30、其中，外部時鐘參考信號、gate信號、外部觸發信號通過接口模塊上的高速比較器完成相應的電平接收轉換送入控制模塊。
31、有益效果：本專利技術公開了一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法及脈沖發生器，本專利技術通過上位機或加速器控制系統下發的參數配置進行計算得出理論上脈沖重復頻率計數值、脈沖寬度計數值、脈沖延時計數值，使脈沖發生器能夠以ns級的精度生成穩定且可調節的脈沖信號，并能夠在不同工作條件下保持與輸入參考時鐘的相位同步，以滿足不同的粒子加速和控制要求。
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1.一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟6包括步驟61：
3.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟6包括步驟62：
4.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟6包括步驟63：
5.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟5還包括輸出相位同步單元的125MHz時鐘信號的方法，包括：
6.一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的脈沖發生器，用于實現如權利要求1-5任意一項所述的方法，其特征在于，包括：
【技術特征摘要】
1.一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟6包括步驟61：
3.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同步并可精細調節的方法，其特征是：所述步驟6包括步驟62：
4.根據權利要求1所述的一種用于參考時鐘相位同...
【專利技術屬性】
技術研發人員：翟港佳，劉巍，王志宇，付浩然，蔡曉葳，王旭東，李緒楓，孟慧娜，吳亞龍，常樂義，萬磊，
申請(專利權)人：國電投核力電科無錫技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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