高速多通道量子符合分析儀的研制.pdf

1、近年來，量子信息科學(xué)已經(jīng)成為物理學(xué)和信息學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在量子信息科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究中，符合測(cè)量起著重要的作用。 在中國科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的量子信息實(shí)驗(yàn)研究中，急需一種新型的量子符合測(cè)量裝置。然而，目前從國際市場(chǎng)上購買的量子符合測(cè)量裝置都是常規(guī)符合測(cè)量裝置，存在輸入通道數(shù)有限、不能保存測(cè)量數(shù)據(jù)、無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、符合測(cè)量靈活性差、升級(jí)困難等不足。為了解決上述問題，本文研制了高速多通道量子符合分析儀。 本文研

2、制的高速多通道量子符合分析儀采用高速發(fā)射極耦合邏輯(ECL)電路，當(dāng)任意通道有輸入信號(hào)時(shí)，高速輸入與控制邏輯電路從輸入通道的起始有意義信號(hào)中提取鎖存使能和時(shí)鐘控制信號(hào)，經(jīng)過合理的時(shí)序邏輯控制，將多通道之間所有可能的單一和符合事件鎖存并轉(zhuǎn)換后寫入同步先進(jìn)先出(FIFO)緩存器，然后利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)在定時(shí)時(shí)間內(nèi)讀取同步FIFO緩存器的數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，最后通過高速USB接口將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)，設(shè)計(jì)主機(jī)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)

3、符合測(cè)量的實(shí)時(shí)監(jiān)視以及數(shù)據(jù)的后處理。 本文研制的高速多通道量子符合分析儀具有以下特點(diǎn)：輸入通道數(shù)靈活，最多支持16通道；保存測(cè)量數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)分析；定時(shí)精度高，最小定時(shí)時(shí)間可達(dá)20ns，定時(shí)時(shí)間可編程：測(cè)量速度高，輸入信號(hào)允許的最高突發(fā)速率達(dá)82MHz，符合測(cè)量的平均速度達(dá)12.5M事件/s：允許任意輸入通道之間的延遲為2ns，最小符合時(shí)間窗口為6ns；2個(gè)實(shí)時(shí)通道監(jiān)視，監(jiān)視的符合組合可任意選擇；易于擴(kuò)展輸入通道數(shù)和實(shí)時(shí)通道監(jiān)視