一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置的制作方法

1.本发明属于回旋加速器技术领域，具体涉及一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置。


背景技术：

2.回旋加速器束流测量系统由各种束流探头、信号处理电子学设备及控制部分组成，在加速器的束流产生、加速、引出以及运行研究过程中起着非常重要的作用，是加速器的重要组成部分之一。束流测量系统必须提供精确、充足的束流参数信息，使得加速器研究人员和运行操作人员能够改善束流的产生、加速、引出、输运效率、优化加速器的相关参数和监控束流行为，进而提高束流的强度和品质。
3.现有测量束流流强技术的测量装置是利用电荷积分电路实现电流(或电荷)到电压的转换，然后采用adc实现模拟信号的读取。其每个通道只有一个电容，由于只有一个电容，只能实现固定范围信号的读取，且转换增益相对固定，不能自适应调节量程范围。所述不能自适应调节量程范围是指：
4.1)对于小电流信号i输入时，在积分时间不变的情况下，电压太小，导致测量不准确。由于积分电压u和电荷量q之间的关系为：
[0005][0006]
平均电流和电荷量q的关系为：
[0007][0008]
所以，当小电流信号i输入时，积分电压u也非常小，如果积分电压小到只有0.0001伏，那噪声也是0.0001伏，此时，小信号电流对积分的影响就太大了；另外一种方式是通过增大积分时间可以把积分电压u变大，但这是以牺牲测量频率为代价，因为积分时间越长那么测量频率也就越低，而且积分时间内的平均电流又无法完全表征这段时间内电流的动态变化情况，所以此时又无法满足工程实际测量要求，工程实践中往往需要测量频率尽可能的快。
[0009]
2)对于大电流信号i输入时，电压太大，导致电压满量程超出测量范围。从公式(1)看出，在积分电容相对不变的情况下，要想保持公式(1)的电压不会太大不会满量程，就只能通过fpga控制积分时间t
1-t0极短，也就是公式(2)的t
1-t0的变化时间非常短才能使得q值不变(q＝i*(t
1-t0))。但是当t
1-t0的变化时间非常短时，对于开关的开关速度以及后续adc的数字化速度都有更高的要求，甚至adc数字化的时间太长都无法满足要求。
[0010]
总之，现有技术存在的问题是：对于输入电流信号变化范围比较大甚至跨越多个数量级时无法进行准确且快速测量，当输入电流信号i特别小时，在积分时间固定的情况下则产生的积分电压势必也小，这样由于电路噪声的存在及adc对微小电压信号测量不够精
确的特性会导致测量不准确；对于大电流信号i输入时，如果采用固定电容在固定积分时间下很容易积分电压达到最大值从而使整个积分电路达到满偏的状态，这样就使得测量结果失去可信度且还会导致电压超出adc测量范围的风险。


技术实现要素：

[0011]
针对现有技术中存在问题，本发明提供一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，目的在于解决现有技术对于固定积分电容情况下，对于输入电流信号变化范围比较大甚至跨越多个数量级时无法进行准确且快速测量的问题，当输入电流信号i特别小时，在积分时间固定的情况下则产生的积分电压势必也小，这样由于电路噪声的存在及adc对微小电压信号测量不够精确的特性会导致测量不准确；对于大电流信号i输入时，如果采用固定电容在固定积分时间下很容易积分电压达到最大值从而使整个积分电路达到满偏的状态，这样就使得测量结果失去可信度且还会导致电压超出adc测量范围的风险。
[0012]
本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：
[0013]
一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，该束流信号测量装置设有电荷积分电路、模数转换电路adc、数模转换电路dac、测量信号输入接口、fpga、液晶显示屏、板上电源电路、串口通讯模块、网络通讯模块；所述fpga包括fpga处理器和fpga外围电路；
[0014]
其特点是：所述电荷积分电路为8路相同结构且每一路带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，所述每一路电荷积分电路,包括运算放大器n1、积分电容c1～cn、切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0、放电过程的开关电路继电器s11～sn1、增益调节电路、以及用于校准的放电电阻r0；所述积分电容c1～cn并联布设在放大器n1输入端和输出端之间，且积分电容c1～cn与运算放大器n1的输入端之间分别设有切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0；积分电容c1～cn输入端分别连接对应的8路测量信号输入接口、输出端连接共用的模数转换电路adc，通过模数转换电路adc将输出信号反馈给fpga；所述的增益调节电路用于实现电荷积分放大后整体增益的调节和转换电压的正负切换，该增益调节电路由运算放大器n2，电阻r2、r3、r4组成；
[0015]
所述fpga从模数转换电路adc获得电荷积分电路的输出信号v0，根据v0的大小，分别设置积分电容为c1～cn，并且根据v0的大小，分别选择开关电路继电器s10～sn0、以及放电过程的开关电路继电器s11～sn1；该fpga还根据v0的大小，控制dac输出指定的电压，结合r0实现电压到电流的转换，从而在输入信号端对测量电路进行动态补偿，最终使得输入信号为零时输出也为零，从而实现fpga对电荷积分电路的校准,该r0为校准放电电阻、布设在电荷积分电路输入端和数模转换电路dac之间；
[0016]
所述液晶显示屏固定在机箱外壳的前面板、用于显示各个通道的测量信息和装置整体的工作状态；所述板上电源电路为各个芯片供电并且外接供电电源；所述串口通信模块用于实现测量装置和上位机pc实现通信和调试；所述网络通信模块用于实现测量装置和加速器主控系统plc之间的udp通信。
[0017]
进一步地，所述运算放大器n1运放噪声不超过3.3μv的峰峰值、输入偏置电流不超过2pa、失调电压不超过500μv；所述积分电容c1～cn采用温度变化不敏感的np0电容且精度高于
±
2.5％，-55℃到125℃温度变化范围内温度系数不大于
±
10ppm/℃；
[0018]
进一步地，所述的继电器绝缘阻抗为1tω以上，且动作时间不超10μs。
[0019]
进一步地，所述放电电阻r0精度在0.5％以上。
[0020]
进一步地，所述的测量信号输入接口为8路sma接头和必要的保护电路，包括过压保护和过流保护等，所述的8路sma接头固定在机箱外壳的前面板上。
[0021]
进一步地，所述的模数转换电路包含一块8通道的adc芯片及其外围电路，要求adc最低为8通道，16位，双极性，所述双极性为实现正负双向电压的采集，采样率在500ksps以上；所述的数模转换电路主要包含一块dac芯片及其外围电路，所述dac为双极性、8通道、16位以上。
[0022]
进一步地，所述的fpga逻辑单元不少于275k、查找表(lut)不少于171900。所述的fpga外围电路包括jtag接口及专用的程序烧写器、支持microsd卡、支持以太网传输rtl8211e，支持usb接口的串口调试、jtag调试口、参考时钟输入、1gbyte 32-bit ddr3 sdram、128mbit spi flash存储等。
[0023]
进一步地，所述的串口通信模块包含一块串口转usb通信芯片及其相关电路；所述的网络通信模块包含一块以太网phy芯片及其外围电路、rj45网络通信接口。
[0024]
进一步地，所述液晶屏通过串口和fpga实现通信和数据交互，为保证显示信息在现场读取的需求，要求液晶屏4不小于4.3寸。
[0025]
进一步地，所述的板上电源电路外接220v交流电源供电；采用线性电源输出12v电压并配有电平转换芯片，以提供板上不同设备的供电，具体包含
±
5v、3.3v、1.8v、1.5v、1.0v等。
[0026]
进一步地，所述的机箱外壳用于安装和固定装置的全部部件，尺寸为19寸2u标准机箱。
[0027]
本发明的优点效果
[0028]
本发明通过设置带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，解决了现有技术每个通道只能实现固定范围电流信号的读取，且转换增益固定，不能自适应调节量程范围的问题；以及解决了当输入信号变化范围较大时，不能够对测量范围进行更细的划分，对信号的测量精度就会有一定的影响(adc测量微弱电压信号时由于噪声的存在会影响测量结果从而准确度较低)。除此之外，由于偏置电流和电路噪声等因素的存在，势必会对测量过程造成一定的影响，进而影响最终的测量精度的问题。
附图说明
[0029]
图1a为本发明测量装置整体结构；
[0030]
图1b为本发明自动调节量程且带有校准功能的电荷积分电路；
[0031]
图1c为本发明积分电容值及量程对应关系表；
[0032]
图1d为本发明ad/da电路结构图；
[0033]
图2为本发明系统工作流程；
[0034]
图3a为电荷积分电路原理图；
[0035]
图3b为i/v转换模式示意图。
具体实施方式
[0036]
本发明设计原理
[0037]
1、自动调节量程的设计原理：如图1所示，
[0038]
第一、自动调节量程的电路结构：本发明电荷积分电路和现有技术的区别在于，
①
积分电容由1个电容c1变为多个电容c1～cn，
②
积分过程的开关电路由1个开关电路继电器s10变为多个开关继电器s10～sn0；
③
放电过程的开关电路由1个开关电路继电器s11变为多个开关继电器s11～sn1；
④
fpga增加了对于adc输出电压v0量程范围的判断功能，一共设置6电压v0量程范围，根据需要也可以扩展为n个,分别为：1v《v0值《＝10v、0.1v《v0值《＝1v、0.01v《v0值《＝0.1v、0.001v《v0值《＝0.01v、0.0001《v0值《＝0.001v、0.00001《v0值《＝0.0001v；
⑤
fpga增加了根据不同的v0设置不同的积分电容c10～cn0；
[0039]
第二、自动调节量程的设计原理：当输入电流很小时，fpga读取的v0电压值也很小，当v0小到只有0.0001伏，那噪声也是0.0001伏，此时，小信号电流对积分的影响就太大了，因此当输入电流信号很小时，fpga就自动设置一个小电容，设置小电容能够增加电压值：从公式(1)公式(2)看出，q＝i*(t1-t0),公式(1)的分子为q，分母为c,当公式(1)的分子的电流i很小时，如果分母电容c也相应地减小，则电压u就不会减小。如此，使得电压u始终能够控制在1v～几v之内。同理，当输入电流很大时，fpga读取的v0电压值也很大，当v0满量程时就不能工作了，因此当输入电流信号很大时，fpga就自动相应设置一个大电容，设置大电容能够减小电压值使得电压值恢复到正常工作的范围：从公式(1)公式(2)看出，q＝i*(t1-t0),公式(1)的分子为q、分母为c,当公式(1)的分子的电流i很大时，如果分母电容c也相应地增加，则电压u值就会减小。如此，使得电压u始终能够控制在1v～几v之内。
[0040]
2、自动校准功能的设计原理：第一、自动校准功能的电路结构，如图1b所示，在dac和电荷积分放大器n1的输入端之间设置了r0，该r0为校准放电电阻，r0上的电压由fpga控制。第二、自动校准功能的设计原理：在测量之前，该fpga从adc得到v0信号，理想情况下fpga测得的v0信号应该是0，如果是非0，说明输入端有电流干扰信号导致输入端非零，此时，fpga就控制dac输出指定的电压，该指定的电压和测得的v0的正负相反大小相等，结合r0实现电压到电流的转换，从而在输入信号端对测量电路进行动态补偿，使得输入端正负电流抵消，最终使得输入信号为零时输出也为零，从而实现fpga对电荷积分电路的校准,；
[0041]
基于以上原理，一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置如图1a、图1b、图1c、图1d、图3a、图3b所示，该束流信号测量装置设有电荷积分电路、模数转换电路adc、数模转换电路dac、测量信号输入接口、fpga、液晶显示屏、板上电源电路、串口通讯模块、网络通讯模块；所述fpga包括fpga处理器和fpga外围电路；
[0042]
其特点是：所述电荷积分电路为8路相同结构且每一路带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，所述每一路电荷积分电路,包括运算放大器n1、积分电容c1～cn、切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0、放电过程的开关电路继电器s11～sn1、增益调节电路、以及用于校准的放电电阻r0；所述积分电容c1～cn并联布设在放大器n1输入端和输出端之间，且积分电容c1～cn与运算放大器n1的输入端之间分别设有切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0；积分电容c1～cn输入端分别连接对应的8路测量信号输入接口、输出端连接共用的模数转换电路adc，通过模数转换电路adc将输出信号反馈给fpga；所述的增益调节电路用于实现电荷积分放大后整体增益的调节和转换电压的正负切换，该增益调节电路由运算放大器n2，电阻r2、r3、r4组成；
[0043]
所述fpga从模数转换电路adc获得电荷积分电路的输出信号v0，根据v0的大小，分
别设置积分电容为c1～cn，并且根据v0的大小，分别选择开关电路继电器s10～sn0、以及放电过程的开关电路继电器s11～sn1；该fpga还根据v0的大小，控制dac输出指定的电压，结合r0实现电压到电流的转换，从而在输入信号端对测量电路进行动态补偿，最终使得输入信号为零时输出也为零，从而实现fpga对电荷积分电路的校准,该r0为校准放电电阻、布设在电荷积分电路输入端和数模转换电路dac之间；
[0044]
所述液晶显示屏固定在机箱外壳的前面板、用于显示各个通道的测量信息和装置整体的工作状态；所述板上电源电路为各个芯片供电并且外接供电电源；所述串口通信模块用于实现测量装置和上位机pc实现通信和调试；所述网络通信模块用于实现测量装置和加速器主控系统plc之间的udp通信。
[0045]
补充说明1：
[0046]
图1b的s10～sn0、s11～sn1相当于图3a的s1、s2。fpga控制adc读取v0是在s1从左到右的第2个保持阶段,fpga控制s11～sn1闭合电路，使得积分电容放电，是在s2的低电平阶段。
[0047]
进一步地，所述运算放大器n1运放噪声不超过3.3μv的峰峰值、输入偏置电流不超过2pa、失调电压不超过500μv；所述积分电容c1～cn精度高于
±
2.5％，-55℃到125℃温度变化范围内温度系数不大于
±
10ppm/℃；
[0048]
进一步地，所述的继电器绝缘阻抗为1tω以上，且动作时间不超10μs。
[0049]
进一步地，所述放电电阻r0精度在0.5％以上。
[0050]
进一步地，所述的测量信号输入接口为8路sma接头和必要的保护电路，包括过压保护和过流保护等，所述的8路sma接头固定在机箱外壳的前面板上。
[0051]
进一步地，所述的模数转换电路包含一块8通道的adc芯片及其外围电路，要求adc最低为8通道，16位，双极性，所述双极性为实现正负双向电压的采集，采样率在500ksps以上；所述的数模转换电路主要包含一块dac芯片及其外围电路，所述dac为双极性、8通道、16位以上。
[0052]
进一步地，所述的fpga逻辑单元不少于275k、查找表(lut)不少于171900。所述的fpga外围电路包括jtag接口及专用的程序烧写器、支持microsd卡、支持以太网传输rtl8211e，支持usb接口的串口调试、jtag调试口、参考时钟输入、1gbyte 32-bit ddr3 sdram、128mbit spi flash存储等。
[0053]
进一步地，所述的串口通信模块包含一块串口转usb通信芯片及其相关电路；所述的网络通信模块包含一块以太网phy芯片及其外围电路、rj45网络通信接口。
[0054]
进一步地，所述液晶屏通过串口和fpga实现通信和数据交互，为保证显示信息在现场读取的需求，要求液晶屏4不小于4.3寸。
[0055]
进一步地，所述的板上电源电路外接220v交流电源供电；采用线性电源输出12v电压并配有电平转换芯片，以提供板上不同设备的供电，具体包含
±
5v、3.3v、1.8v、1.5v、1.0v等。
[0056]
进一步地，所述的机箱外壳用于安装和固定装置的全部部件，尺寸为19寸2u标准机箱。
[0057]
补充说明2：
[0058]
所述的fpga逻辑单元不少于275k、查找表(lut)不少于171900。所述的fpga外围电
路包括jtag接口及专用的程序烧写器、支持microsd卡、支持以太网传输rtl8211e，支持usb接口的串口调试、jtag调试口、参考时钟输入、1gbyte 32-bit ddr3 sdram、128mbit spi flash存储等。
[0059]
所述的串口通信模块包含一块串口转usb通信芯片及其相关电路；所述的网络通信模块包含一块以太网phy芯片及其外围电路、rj45网络通信接口。
[0060]
所述液晶屏通过串口和fpga实现通信和数据交互，为保证显示信息在现场读取的需求，要求液晶屏4不小于4.3寸。
[0061]
所述的板上电源电路外接220v交流电源供电；采用线性电源输出12v电压并配有电平转换芯片，以提供板上不同设备的供电，具体包含
±
5v、3.3v、1.8v、1.5v、1.0v等。
[0062]
所述的机箱外壳用于安装和固定装置的全部部件，尺寸为19寸2u标准机箱。
[0063]
基于以上一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，本发明还设计了一种基于电荷积分放大器的束流信号测量方法如图2所示，该方法包括以下步骤：
[0064]
步骤一、系统初始化，选择最小电容c6进行校准；
[0065]
步骤二、fpga控制adc读取零输入时的积分电压v00，并控制dac实现系统校准；
[0066]
具体过程如下：
[0067]
1)首先在输入信号为零即无输入状态下进行校准过程；
[0068]
2)fpga控制继电器将积分电容设置为c6；
[0069]
3)fpga控制积分电路实现积分过程；
[0070]
4)fpga通过读取adc实现零信号输入时积分电压v00的读取，并在读取完成后控制积分电路实现重置(放电)过程；
[0071]
5)根据v00大小，设置dac的输出电压vdac，目的是使得下一次的积分电压为零，vdac具体应为(r0*v00*c6)/
△
t,其中
△
t为积分时间r0位校准电阻。
[0072]
步骤三、校准是否完成，如果没有完成，返回步骤二，如果完成了，继续步骤四；
[0073]
步骤四、fpga控制积分电容设置为c1；
[0074]
步骤五、积分放大器n1信号输入，测量过程开启执行，fpga控制积分电路实现积分过程；
[0075]
步骤六、fpga读取adc的值v0；
[0076]
步骤七、fpga根据v0的读数自动匹配电容，
[0077]
具体过程如下：
[0078]
1)判断1v《v0值《＝10v,如果是，设置积分电容为c1，继续步骤八，如果不是，继续过程2)；
[0079]
2)判断0.1v《v0值《＝1v,如果是，设置积分电容为c2，继续步骤八，如果不是，继续过程3)；
[0080]
3)判断0.01v《v0值《＝0.1v,如果是，设置积分电容为c3，继续步骤八，如果不是，继续过程4)；
[0081]
4)判断0.001v《v0值《＝0.01v,如果是，设置积分电容为c4，继续步骤八，如果不是，继续过程5)；
[0082]
5)判断0.0001《v0值《＝0.001v,如果是，设置积分电容为c5，继续步骤八，如果不是，继续过程6)；
[0083]
6)判断0.00001《v0值《＝0.0001v,如果是，设置积分电容为c6，继续步骤八，如果不是，返回过程7)；
[0084]
补充说明3：
[0085]
如图1c所示，以第1行为例，电压最大量程u＝10ma*100μs/100nf＝10v电压最小量程u＝1ma*100μs/100nf＝1v；以第2行为例，电压最大量程u＝1ma*100μs/100nf＝1v；电压最小量程u＝100μa*100μs/100nf＝0.1v；第3-7行以此类推。
[0086]
7)adc读取数据错误，错误标记位flag+1；
[0087]
8)flag》＝3,如果是，测量电路出现故障，测量停止，同步错误信息到上位机和液晶显示屏，继续步骤十四；如果不是，返回步骤六；
[0088]
步骤八、fpga控制各积分电路实现积分过程并进入保持状态；
[0089]
步骤九、fpga控制adc进行模拟量采集；
[0090]
步骤十、fpga控制积分电路继电器实现重置完成放电过程；
[0091]
步骤十一、将束流流强信号发送到plc；
[0092]
步骤十二、将测量数据同步到显示屏显示；
[0093]
步骤十三、积分电容设为c1，并返回步骤六；
[0094]
步骤十四、结束。
[0095]
进一步地，所述运算放大器n1运放噪声不超过3.3μv的峰峰值、输入偏置电流不超过2pa、失调电压不超过500μv；所述积分电容c1～cn精度高于
±
2.5％，-55℃到125℃温度变化范围内温度系数不大于
±
10ppm/℃；
[0096]
进一步地，所述的继电器绝缘阻抗为1tω以上，且动作时间不超10μs。
[0097]
进一步地，所述放电电阻r0精度在0.5％以上。
[0098]
进一步地，所述的测量信号输入接口为8路sma接头和必要的保护电路，包括过压保护和过流保护等，所述的8路sma接头固定在机箱外壳的前面板上。
[0099]
进一步地，所述的模数转换电路包含一块8通道的adc芯片及其外围电路，要求adc最低为8通道，16位，双极性，所述双极性为实现正负双向电压的采集，采样率在500ksps以上；所述的数模转换电路主要包含一块dac芯片及其外围电路，所述dac为双极性、8通道、16位以上。
[0100]
需要强调的是，上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对上述实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，该束流信号测量装置设有电荷积分电路、模数转换电路adc、数模转换电路dac、测量信号输入接口、fpga、液晶显示屏、板上电源电路、串口通讯模块、网络通讯模块；所述fpga包括fpga处理器和fpga外围电路；其特征在于：所述电荷积分电路为8路相同结构且每一路带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，所述每一路电荷积分电路,包括运算放大器n1、积分电容c1～cn、切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0、放电过程的开关电路继电器s11～sn1、增益调节电路、以及用于校准的放电电阻r0；所述积分电容c1～cn并联布设在放大器n1输入端和输出端之间，且积分电容c1～cn与运算放大器n1的输入端之间分别设有切换积分电容的开关电路继电器s10～sn0；积分电容c1～cn输入端分别连接对应的8路测量信号输入接口、输出端连接共用的模数转换电路adc，通过模数转换电路adc将输出信号反馈给fpga；所述的增益调节电路用于实现电荷积分放大后整体增益的调节和转换电压的正负切换，该增益调节电路由运算放大器n2，电阻r2、r3、r4组成；所述fpga从模数转换电路adc获得电荷积分电路的输出信号v0，根据v0的大小，分别设置积分电容为c1～cn，并且根据v0的大小，分别选择开关电路继电器s10～sn0、以及放电过程的开关电路继电器s11～sn1；该fpga还根据v0的大小，控制dac输出指定的电压，结合r0实现电压到电流的转换，从而在输入信号端对测量电路进行动态补偿，最终使得输入信号为零时输出也为零，从而实现fpga对电荷积分电路的校准,该r0为校准放电电阻、布设在电荷积分电路输入端和数模转换电路dac之间；所述液晶显示屏固定在机箱外壳的前面板、用于显示各个通道的测量信息和装置整体的工作状态；所述板上电源电路为各个芯片供电并且外接供电电源；所述串口通信模块用于实现测量装置和上位机pc实现通信和调试；所述网络通信模块用于实现测量装置和加速器主控系统plc之间的udp通信。2.根据权利要求1所述一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，其特征在于：所述运算放大器n1运放噪声不超过3.3μv的峰峰值、输入偏置电流不超过2pa、失调电压不超过500μv；所述积分电容c1～cn选用温度变化不敏感的np0电容且精度高于
±
2.5％，-55℃到125℃温度变化范围内温度系数不大于
±
10ppm/℃。3.根据权利要求1所述一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，其特征在于：所述的继电器绝缘阻抗为1tω以上，且动作时间不超10μs。4.根据权利要求1所述一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，其特征在于：所述放电电阻r0精度在0.5％以上。5.根据权利要求1所述一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，其特征在于：所述的测量信号输入接口为8路sma接头和必要的保护电路，包括过压保护和过流保护等，所述的8路sma接头固定在机箱外壳的前面板上。6.根据权利要求1所述一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，其特征在于：所述的模数转换电路包含一块8通道的adc芯片及其外围电路，要求adc最低为8通道，16位，双极性，所述双极性为实现正负双向电压的采集，采样率在500ksps以上；所述的数模转换电路主要包含一块dac芯片及其外围电路，所述dac为双极性、8通道、16位以上。

技术总结
本发明公开了一种基于电荷积分放大器的束流信号测量装置，该束流信号测量装置设有电荷积分电路、模数转换电路ADC、数模转换电路DAC、测量信号输入接口、FPGA、液晶显示屏、板上电源电路、串口通讯模块、网络通讯模块；所述FPGA包括FPGA处理器和FPGA外围电路；其特点是：所述电荷积分电路为8路相同结构且每一路带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，本发明通过设置带有自动调节量程和自动校准功能的电荷积分电路，解决了当输入信号变化范围较大时，不能够对测量范围进行更细的划分，对信号的测量精度就会有一定的影响，以及由于偏置电流和电路噪声等因素的存在，势必会对测量过程造成一定的影响，进而影响最终的测量精度的问题。量精度的问题。量精度的问题。


技术研发人员：黄鹏 侯世刚 管锋平 安世忠
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/5