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西北工业大学微电子学院魏廷存教授团队主要研究领域为模拟与混合信号专用集成电路设计（Analog and mixed-signal ASIC design），具体研究方向包括：1）面向辐射探测器的微弱/高速信号读出处理芯片与系统；2）高频数字电源控制芯片与系统；3）微弱环境能量采集自供电芯片与系统；4）图像与信号处理专用硬件加速芯片；5）抗辐照ADC、DAC芯片；6）平板显示驱动控制芯片；7）混合电...
环形成像切伦科夫（RICH）探测器作为超级陶粲装置（STCF）带电强子(π/K/p)鉴别的技术选项之一，采用厚型气体电子倍增器+微网格气体（THGEM+Micromegas）混合探测器结构以实现对切伦科夫光的探测。针对RICH原型探测器的信号读出，构建了一套1 024通道测试电子学系统，并与探测器进行了联合测试。该测试电子学系统使用高密接插件与RICH原型探测器进行连接，探测器输出信号通过测试电子...
基于FELIX的微结构气体探测器读出电子学系统设计
微结构气体探测器 FELIX GBT模块 读出电子学系统
2020/6/20
微结构气体探测器因其精度高、面积大等优点，在粒子物理实验中得到了非常广泛的应用。微结构气体探测器的未来应用将面临ASIC种类多、通道数多、数据量大等问题，给读出电子学系统的设计带来了很大的挑战，已成为微结构气体探测器进一步发展应用的瓶颈。FELIX系统具有数据带宽大、通道数多等特点，可很好解决这一问题。基于FELIX的电子学系统由完成探测器信号数字化的前端电子学模块、完成数据汇总的GBT模块、完成...
研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统，以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求。系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心，使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出，读出通道为256×256。读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示。计算机可通过千兆...
PandaX-nT暗物质探测实验读出电子学预研系统的研制
PandaX-nT ADC 千兆以太网 TCP
2020/6/20
PandaX-nT升级对电子学系统提出了诸多新的挑战，如更多的通道数、高速高精度的波形数字化、灵活的触发算法和更高的数据带宽要求等。本文介绍一种为未来PandaX-nT暗物质直接探测升级实验预研的读出电子学系统。该电子学系统主要由前置放大电路模块、波形数字化模块（FDM）、数据获取模块（DAQ）和时钟分发模块等组成。FDM集成8路14 bit@ 1 GS/s ADC，具有较高集成度，可实现对探测器...
气体电子倍增器（GEM）电子学板（GEB）在大面积GEM探测器系统中起重要作用。为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求，本文设计了8层结构的GEB，并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容性、信号传输和噪声测试。测试结果显示，本文所设计的GEB在320 Mb/s信号传输速度下的误码率小于10-13，在保证信号高速性和完整性的基础上能成功传输前端...
中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(Back-n)对中子核数据测量和核技术应用等多个领域均有重要意义。为监测其中子束斑轮廓、束流密度及束流能量，研制了由镀硼微网格气体(Micromegas)探测器构成的束流剖面监测装置，并通过测量中子的飞行时间(TOF)来获得能量信息。
XRF结合多元统计学对热敏纸的分类研究
X射线荧光光谱 热敏纸 主成分分析 聚类分析
2020/6/12
为建立快速检验热敏纸的分析方法，本研究利用X射线荧光光谱仪（XRF）测定31种不同品牌、同一品牌不同系列的热敏纸样本，并结合多元统计学对实验结果进行主成分分析和系统聚类分析。根据样本所含元素种类及含量的不同，可有效区分31种热敏纸样本。当并类距离最小（为0）时，可将样品分为6类。验证的同时进行了判别分析，总体预测正确率为95.7%。该方法不破坏检材，重现性好，可为公安机关实际办案提供帮助。
先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ输运模块并行优化开发
中子输运方程 特征线方法 E指数优化 角通量球谐函数展开
2020/5/20
先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ的输运计算模块采用了特征线中子输运计算方法，其计算精度较高，可适用于反应堆中复杂的燃料组件，然而当网格规模、能群数、特征线数较大时，计算时间较长，计算效率较低，因此需对其进行并行优化，以提高计算效率。通过性能分析，发现特征线扫描和高阶散射源计算较为耗时。本文通过基于MPI的能群并行、E指数优化、角通量球谐函数展开等方法实现了并行优化。基准题验证表明，并行优化计算精度...
二轮车与汽车交通事故二维点碰撞力学研究
事故重建 一般二维点碰撞 力学分析 PcCrash
2020/5/18
二轮车的主要事故碰撞对象是汽车，而且一旦发生二轮车与汽车的碰撞，则二轮车的骑行人伤亡率较高。首先开展二轮车与汽车的一般二维点碰撞力学机理探究，之后建立适用于各种碰撞类型的二轮车与汽车碰撞模型，接着推导出两者碰撞前和碰撞后的速度，最后通过计算机编程和PcCrash软件进行事故重建。结果表明：Matlab数值计算、PcCrash模拟仿真所获得的二轮车与汽车碰撞后轨迹、最终停止位置和事故现场情况高度...
W/BDD薄膜电极制备及其电化学性能研究
硼掺杂金刚石 电极 氧离子 电解
2020/4/20
利用化学气相沉积（CVD）法研制了一种钨基硼掺杂金刚石（W/BDD）薄膜电极，通过扫描电镜和Raman光谱考察了W/BDD薄膜电极的性能，通过电化学方法测定了其在LiCl-KCl熔盐中的电化学窗口和电化学性能。结果表明，研制的W/BDD薄膜电极的BDD薄膜有较好的微观结构；W/BDD薄膜电极在LiCl-KCl熔盐中的电化学窗口约为3.5 V(-2.5～1.0 V，相对于Ag/AgCl参比极电位)；...
哑铃型氧间隙缺陷在UO2材料内扩散的分子动力学研究
分子动力学 间隙原子 扩散
2020/4/20
以UO2材料为对象，采用分子动力学方法模拟计算了哑铃型氧间隙缺陷的扩散行为，研究了几种温度条件下拉伸应变方向和拉伸应变对哑铃型氧间隙缺陷扩散行为的影响。研究发现，哑铃型氧间隙缺陷在UO2材料内存在扩散现象且为三维扩散，扩散能力与材料温度和拉伸应变有关。利用模拟结果计算了哑铃型氧间隙缺陷的扩散系数，结果表明：哑铃型氧间隙缺陷在扩散过程中始终沿〈111〉方向排布；材料体系温度越高扩散现象越明显；拉伸应...
cosRMC复杂曲面开发及在聚变中子学的应用
蒙特卡罗方法 聚变中子学 复杂几何建模 cosRMC
2020/4/20
中国聚变工程实验堆（CFETR）是我国自主设计和研制的重大科学工程，CFETR旨在与ITER相衔接和补充，为研制DEMO级别聚变堆电站提供必要的技术。蒙特卡罗方法在聚变中子学与屏蔽设计等方面具有重要作用。本文基于自主化蒙特卡罗程序cosRMC，研究了蒙特卡罗复杂曲面建模的数学模型和计算方法，开发了复杂曲面建模功能，并通过PPCS（power plant conceptual study）模型验证了...
为了研究设计的脱壳弹出炮口后弹托与弹体的分离状态和气动变化，采用Star-CCM+重叠网格技术耦合流体控制方程和刚体的六自由度运动方程对弹托分离进行了数值仿真，得到了固定初速下弹托与弹体的运动轨迹及分离姿态。将试验结果与仿真结果进行对比，分离状况与仿真基本吻合。最后研究了分离过程中弹托与弹体的气动力变化，为次口径脱壳弹弹托分离技术提供了理论依据及数据支撑。