📄Работа №29958
Тема: РАЗРАБОТКА МНОГОКАНАЛЬНОГО ФОТОМЕТРА ДЛЯ ИОНОСФЕРНЫХ И АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
физика
Объем:
71 листов
Год:
2018
Просмотров:
264
6300
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 4
ГЛАВА 2. АППАРАТНАЯ ЧАСТЬ ФОТОМЕТРА 8
2.1. Фотодетекторы 8
2.2. GPS-приемник Thunderbolt E® 12
2.3. Микроконтроллер XMOS 14
2.3.1. Архитектура xCore 14
2.3.2. Плата XP-MC-CTRL-L2 19
2.3.3. XTAG 21
ГЛАВА 3. СРЕДА РАЗРАБОТКИ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ 22
3.1. xTIMEcomposer studio 22
3.2. xSIM симулятор 24
3.3. Анализатор xSCOPE 25
3.4. Анализатор времени XTA 26
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНОЙ И ПРОГРАММНОЙ ЧАСТЕЙ ФОТОМЕТРА 27
4.1. Блок-схема и конструкция фотометра 27
4.2. Аппаратный блок четырехканального счетчика фотонов 29
4.2.1. Плата с преобразователями 29
4.2.2. GPIO Slice Card 32
4.3. Блок-схема алгоритма работы четырехканального счетчика 33
4.4. Временная привязка эксперимента 35
4.5. Цифровой блок ФАПЧ 38
4.6. Веб-сервер 39
4.7. Счетчик фотонов 41
4.8. Счетная характеристика ФЭУ 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
ЛИТЕРАТУРА 46
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 49
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 4
ГЛАВА 2. АППАРАТНАЯ ЧАСТЬ ФОТОМЕТРА 8
2.1. Фотодетекторы 8
2.2. GPS-приемник Thunderbolt E® 12
2.3. Микроконтроллер XMOS 14
2.3.1. Архитектура xCore 14
2.3.2. Плата XP-MC-CTRL-L2 19
2.3.3. XTAG 21
ГЛАВА 3. СРЕДА РАЗРАБОТКИ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ 22
3.1. xTIMEcomposer studio 22
3.2. xSIM симулятор 24
3.3. Анализатор xSCOPE 25
3.4. Анализатор времени XTA 26
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНОЙ И ПРОГРАММНОЙ ЧАСТЕЙ ФОТОМЕТРА 27
4.1. Блок-схема и конструкция фотометра 27
4.2. Аппаратный блок четырехканального счетчика фотонов 29
4.2.1. Плата с преобразователями 29
4.2.2. GPIO Slice Card 32
4.3. Блок-схема алгоритма работы четырехканального счетчика 33
4.4. Временная привязка эксперимента 35
4.5. Цифровой блок ФАПЧ 38
4.6. Веб-сервер 39
4.7. Счетчик фотонов 41
4.8. Счетная характеристика ФЭУ 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
ЛИТЕРАТУРА 46
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 49
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
📖 Введение
Для ионосферных экспериментов, выполняемых на кафедре радиоэлектроники КФУ, а также для некоторых видов астрономических наблюдений, необходимо регистрировать быстропротекающие процессы в оптическом диапазоне длин волн. Здесь существенно использовать фотометры, способные регистрировать очень слабые (пороговые) световые потоки с высоким временным разрешением, порядка одной миллисекунды. Одна из версий такого фотометра была создана в нашей лаборатории. Встала задача на основе современных IT - технологий реализовать новую версию с улучшенной функциональностью. В отличие от предыдущей версии, новый фотометр должен обеспечивать наилучшее временное разрешение, иметь не менее трех каналов для непрерывного счета фотонов и встроенный веб-сервер, для удаленного управления экспериментами по сети интернет.
Целью данной дипломной работы является разработка многоканального фотометра на основе многоядерного микроконтроллера XMOS для ионосферных и астрономических экспериментов.
Достижение поставленной цели осуществляется с помощью решения следующих задач:
1. Рассмотреть методы и аппаратные средства детектирования пороговых световых потоков, их применение для регистрации ионосферного свечения и фотометрии астрономических объектов.
2. Освоить инструментарий разработки многоядерных микроконтроллеров фирмы XMOS и на его основе реализовать новую программную версию четырехканального счетчика.
3. Разработать конструкцию и монтажную схему устройства.
4. Протестировать фотометр в реальных измерениях.
Целью данной дипломной работы является разработка многоканального фотометра на основе многоядерного микроконтроллера XMOS для ионосферных и астрономических экспериментов.
Достижение поставленной цели осуществляется с помощью решения следующих задач:
1. Рассмотреть методы и аппаратные средства детектирования пороговых световых потоков, их применение для регистрации ионосферного свечения и фотометрии астрономических объектов.
2. Освоить инструментарий разработки многоядерных микроконтроллеров фирмы XMOS и на его основе реализовать новую программную версию четырехканального счетчика.
3. Разработать конструкцию и монтажную схему устройства.
4. Протестировать фотометр в реальных измерениях.
✅ Заключение
Для измерений пороговых световых потоков, связанных с экспериментами в верхней ионосфере и астрономическими наблюдениями, был создан многоканальный фотометр с точной временной привязкой и удаленным управлением по сети интернет.
В результате проведенной работы было сделано следующее:
1. Рассмотрены методы и аппаратные средства детектирования пороговых световых потоков.
2. Изучен инструментарий разработки фирмы XMOS, на основе которого реализована новая программная версия четырехканального счетчика.
3. Разработана конструкция и монтажная схема устройства на базе многоядерной архитектуры xCORE. Смонтирован и отлажен фотометр.
4. При проведении натурного эксперимента была получена «плато-счетная» характеристика ФЭУ.
Поскольку производитель полностью прекратил поддержку и не предоставил инструкцию по настройке подключения микроконтроллера к сети интернет, потребовалось достаточно много времени на исправление этого недочета.
В результате проведенной работы было сделано следующее:
1. Рассмотрены методы и аппаратные средства детектирования пороговых световых потоков.
2. Изучен инструментарий разработки фирмы XMOS, на основе которого реализована новая программная версия четырехканального счетчика.
3. Разработана конструкция и монтажная схема устройства на базе многоядерной архитектуры xCORE. Смонтирован и отлажен фотометр.
4. При проведении натурного эксперимента была получена «плато-счетная» характеристика ФЭУ.
Поскольку производитель полностью прекратил поддержку и не предоставил инструкцию по настройке подключения микроконтроллера к сети интернет, потребовалось достаточно много времени на исправление этого недочета.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.