应用于等离子体诊断的高精度多通道同步采集系统

• 关键词：同步采集系统
• 摘要：中国环流器二号装置是一种磁约束受控核聚变装置。氢的同位素氘或氚在被加热产生电离，形成电子和原子核的混合体，就是等离子体。然后继续加热，提高原子核的碰撞几率，碰撞越多，释放能量越大。

等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。

中国环流器二号装置是一种磁约束受控核聚变装置。氢的同位素氘或氚在被加热产生电离，形成电子和原子核的混合体，就是等离子体。然后继续加热，提高原子核的碰撞几率，碰撞越多，释放能量越大。

等离子体诊断就是精确控制等离子体的位置，形状和电流。等离子体被加热产生，并高速在环形装置内运动，等离子体的温度非常高，几千万度到上亿度。为了测试等离子体的位置，形状和电流，在装置上布置了多个磁探针，等离子体运动产生磁感应电动势，最终放大调理可以得到电压。通过磁流体平衡方程，得到极向场线圈电流随等离子体电流的变化规律。通过测得电压反演算出等离子体形状、位置、电流。通过程序和反馈控制实现等离子体位置、电流的精确控制。

产品/系统功能诊断：等离子体形状、位置、电流的精确控制多个磁探针感应电动势磁流体平衡方程，得到极向场线圈电流随等离子体电流的变化规律通过测得电压反演算出等离子体形状、位置、电流,通过程序和反馈控制实现等离子体位置、电流的精确控制。

性能详解

采集功能-高速同步采集PXIe-6772

PXIe-6772是8通道同步差分18位600KS/s采集模块。用26个模块实现2个机箱共200个电压通道的同步采集。采集的数据通过PXIe的1GB/s高速带宽，直接放大内存然通过以太网网络传输到数据服务器；同时可存到的控制器上。PXIe-6356是18位分辨率，精度可达0.02%。

同步的实现单个PXIe-4318C机箱的同步利用PXIe的背板的100MHz参考时钟和本地同步触发总线，利用机箱中的一个PXI采集模块作为主模块，由它产生采样时钟和采集开始触发信号，机箱中的所有其它模块通过机箱本地触发总线共享时钟和同步触发信号，实现单个PXIe-4318C机箱中的所有模块的同步。另外，由于PXIe-6356模块的所有通道都是同步并行的，故直接实现了单个机箱中所有通道的同步采集。同步精度ns级。

多个机箱的触发同步通过外同步触发信号实现。PXIe-4318C机箱背板提供本地触发总线、星型触发总线、100MHz差分时钟，作为时钟产生，和时钟、触发线的路由，以及参考时钟的锁相。提供高精度的单个机箱多模块之间的ns级的同步。外同步触发信号由外置的触发源设备提供，同时触发2个PXIe机箱进行同时采集。触发精度主要取决于外同步触发信号的时钟精度。