北京熠新科技有限公司

针对CERN大型强子对撞机的机械保护系统，我们提供了以下解决方案：

为了确保粒子束在CERN大型强子对撞机中被精确地偏转，我们使用了超过140块Spectrum的数据采集卡。这些卡片被用于检查粒子束的偏转情况。在LHC加速器环中，两个高能粒子束以相反的方向接近光速行进，并在环附近的四个位置发生碰撞。由于粒子非常小，使它们发生碰撞的任务类似于以相距10公里用两根针去碰撞。

由于两个光束的能量非常高，如果失去光束控制，LHC机器可能会遭受严重损坏。因此，在紧急情况下或碰撞运行结束时，需要安全地处置LHC电子束倾倒系统（LBDS）。LBDS负责从LHC中提取束流，并将其运输到位于700m外的吸收体内。为了确保LBDS内的所有因素都正确执行，并且光束完整地提取出来，我们使用后操作检查系统对每个波束收集器进行检查。

在这个过程中，一个关键的部分是冲击磁铁，它是一种快速脉冲磁铁，用于精确地偏离粒子束。我们使用数据采集卡来捕获当前脉冲波形，并检查其形状是否正确，并与光束完全同步。LBDS引出磁铁电流脉冲本身具有约20 kA的幅度，上升时间小于3μs，同步误差小于20纳秒。在LBDS中，我们使用数据采集卡获取近500个模拟信号，并使用数字I/O卡捕获超过150个同步信号。

为了满足这些跳跃脉冲事件的测量需求，我们需要非常高的精度水平。例如，最苛刻的系统要求脉冲与脉冲之间的误差延迟低于10纳秒，并且在动态范围为16的范围内幅度低于0.5%。为了实现这一点，我们使用具有2 ns时间分辨率和大于10有效位数（ENOB）的M4i.4451-x8数据采集卡。当激励器电流信号动态不固定时，我们使用数字转换器的不同输入范围来优化采集波形的信噪比。几乎所有的波形都保存在日志的数据库中，以供以后的离线分析。此外，所有的波形分析结果（如延迟、长度、上升时间、下降时间、平顶振幅等）都存储在日志数据库中，以提取随时间变化的趋势，以检查系统的稳定性和温度依赖性等。

我们选择了Spectrum的产品，因为它们具有非常有竞争力的性价比。这些产品易于使用，并且在Linux操作环境下编译和部署驱动程序非常容易。我们的波形采集和分析框架（IPOC）是用C++编写的，它包括一个基于Linux的硬件抽象层，使我们能够与多种类型的数字化卡连接。Spectrum的产品具有不同的带宽和动态范围要求，可以覆盖从10 MS/s到500 MS/s的带宽范围，并且具有从8到16位的分辨率。

在过去的八年里，我们已经购买了一些Spectrum的采集卡，其中只有两个出现了问题。Spectrum的维修和返回非常快，他们的支持也非常迅速，我们的问题得到了及时解答。我们还利用Spectrum的任意波形发生器（AWG）卡来模拟冲击电流波形，以及数字模式发生器卡来发送定时和控制信号，以帮助开发和验证我们测试台上的监视和保护系统。

目前，在CERN系统中使用了超过140种Spectrum的卡，它们在PCER/PCIE和最近的PXEI平台上得到了应用。

作为Spectrum的首席执行官，我们很自豪地看到CERN选择了我们的数据采集卡作为他们的解决方案。我们的产品质量得到了主要研究机构、大学和跨国研发部门的认可。我们的设备经过长期运行的验证，我们提供五年质保，为客户设计和运行实验提供了多年的安心。

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