4-59  基于可编程数据发生器的高精度同步系统的研制

李小群  陈  骥  唐  军  王建军  郭良福 党  钊  唐晓东  梁  樾  隋  展

对于高精度的大型激光驱动系统、医疗设备、地面核试验等装置，同步机是一个非常重要的、必不可少的环节，同步机的精度会影响这些装置的运行效率和运行精度。由于这类装置是要求进行光同步，因此，微米级分辨率是基本要求，从物理上要求同步机具有纳米、皮米量级的分辨率。目前国内同步系统的研制水平很难满足这些高精度同步对象对同步触发信号的要求，特别是很难实现大范围延迟和小触发晃动的要求。另外，国内研制的同步机，特别是纳米精度的同步机，其稳定性、可靠性和电磁兼容性不能满足工程使用要求。考虑到国内的研制现状，提出了利用进口的可编程数据发生器进行二次开发，实现基于可编程数据发生器的高精度同步系统的研制。

同步系统是采用一种集散模式，利用可编程数据发生器作为时间基准系统，加上自行研制的外围电路系统和终端同步机以及光纤分束器组成的。同步系统由数据发生器通过编程输出多路重复频率的电脉冲信号（纳米级同步信号，分辨率为5 ns或1 ns）。将其中1路输出信号给单次触发盒，让其与触发按钮复合成选单脉冲；将选单脉冲和数据发生器的其他输出信号通过电缆传给电光转换和脉冲宽度展宽盒；电光转换和脉冲展宽盒将数据发生器的输入电信号转换为光脉冲信号，并将其脉冲宽度展宽为设计要求的宽度通过多模光纤传输给同步对象和终端微米同步机；终端微米同步机以接收到的信号作为外触发信号，产生多路可以独立调节延迟的光脉冲同步触发信号（分辨率为1 ms的微米级同步信号），通过多模光纤传输给同步对象和光纤分束器；光纤分束器将接收的同步触发信号分成多路传给同步对象。

表1是研制完成的同步系统的输出信号指标。

目前，同步系统已经投入运行，运行9 h/d以上，均未出现任何故障，整个同步系统的稳定性和可靠性得到了充分考核。同步系统基于数据发生器的设计思想对以后高精度大型同步系统的研制具有极大的参考价值。