先进电子学和数据获取

课程编码：180208082703P3020H 英文名称：Advanced Electronics and Data Acquisition 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：章红宇等

本课程为核科学与技术一级学科核技术及其应用专业研究生的专业普及课。在各类粒子物理实验中，电子学系统和数据获取系统都是实验装置的重要组成部分。本课程结合多个粒子物理实验和中子科学实验的大科学平台建设，讲授核电子学和数据获取领域的基本概念和基本理论，使学生系统了解粒子物理实验中电子学和数据获取技术先进的实验方法和最新的发展趋势，为学生未来从事相关科学研究工作奠定更好的专业理论和技术基础。

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第一章 绪论及模拟前端电子学 3学时 常劲帆
第1节 a) 粒子物理实验简介
第2节 b) 粒子物理实验中的电子学系统
第3节 c) 粒子物理实验中的数据获取系统
第4节 d) 探测器与电子学
第5节 e) 线性系统的特征
第6节 f) 核电子学中的噪声和干扰
第二章 前置放大器的特点与设计 3学时 常劲帆
第1节 a) 前置放大器的分类
第2节 b) 电荷灵敏前置放大器
第3节 c) BESIII量能器电子学前置放大器设计 
第三章 滤波成形电路设计 3学时 常劲帆
第1节 a) 电荷灵敏前放的滤波电路
第2节 b) BESIII量能器电子学主放大器设计
第3节 c) BESIII量能器电子学设计
第四章 数据处理技术 3学时 常劲帆
第1节 a) BESIII量能器电子学设计
第2节 b) BESIII量能器电子学数据处理方法
第3节 c) BESIII量能器电子学系统测试
第五章 分布式电子学设计以及时钟同步技术 3学时 常劲帆
第1节 a) 时钟同步技术
第2节 b) 基于FPGA的时间测量
第3节 c) LHAASO KM2A电子学设计
第六章 BESIII漂移室电子学（1） 3学时 赵豫斌
第1节 a) BESIII漂移室电子学简介
第2节 b) 电荷测量与时间测量
第3节 c) ADC技术
第4节 d) HPTDC
第七章 BESIII漂移室电子学（2） 3学时 赵豫斌
第1节 a) BESIII漂移室电子学设计与实现
第2节 b) FPGA技术
第3节 c) VME BUS与数据传输
第八章 中子测量中的电子学 3学时 赵豫斌
第1节 a) 中子谱仪电子学的特点与需求
第2节 b) TCP/IP与数据传输
第3节 c) GPPD谱仪电子学设计与实现
第4节 d) ASIC技术
第5节 e) MR谱仪电子学与SANS谱仪电子学
第6节 f) SOC技术与分布式系统设计
第九章 粒子物理实验中的数据获取系统 3学时 章红宇
第1节 a) CERN Atlas TDAQ
第2节 b) 北京谱仪III数据获取系统
第3节 c) 大亚湾反应堆中微子实验数据获取系统
第4节 d) 中国散裂中子源数据获取系统
第5节 e) LHAASO数据获取系统
第6节 f) 新型探测器实验装置中的数据获取
第十章 数据获取系统功能需求 3学时 章红宇
第1节 a) 电子学数据读出
第2节 b) 在线数据流与在线数据处理
第3节 c) 运行控制与状态监测
第十一章 最新数据获取技术 3学时 章红宇
第1节 a) 计算机总线技术
第2节 b) 计算机网络技术
第3节 c) 分布式计算
第4节 d) 数据库管理系统
第十二章 数据获取系统设计与实现 3学时 章红宇
第1节 a) 数据获取系统需求分析
第2节 b) 数据获取系统与相关系统接口设计
第3节 c) 硬件平台选择
第4节 d) 操作系统、开发语言、开发工具及数据库选择
第5节 e) 数据格式、数据组装与数据传输
第6节 f) 软件开发和测试
第十三章 中子及同步辐射实验中的数据获取 3学时 章红宇
第1节 a) 通用粉末衍射仪数据获取
第2节 b) 小角散射谱仪数据获取
第3节 c) 多功能反射仪数据获取
第4节 d) 同步辐射装置的数据获取
第5节 e) 高能光源的数据获取
第十四章 课程总结及研讨 1学时 章红宇
第1节 课程总结及研讨

章红宇，高能物理研究所，研究员
常劲帆，高能物理研究所，研究员
章红宇，高能物理研究所，研究员