基于USB的LVDS信号传输误码率测试系统

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1、摘要BESIll是是运行在北京正负电子对撞机(BEPC)上的一台大型通用磁谱仪北京谱仪(BES)的第三期工程。它的主漂移室动量分辨率为0．8％@1GeV＆1T，0．67％@1GeV＆1．2T，dE／dx分辨率达7％，立体角达0．93。电磁量能器使用CsI晶体，Ag／g～2．5％@IGeV，立体角达0．83。飞行时间探测器时间分辨率达到65ps，Ⅱ／K分辨达到1．1GeV。BESIII将使用超导磁铁，磁场达1～1．2Tesla；在线事例率达到约4000Hz。BESIII的u子鉴别器(Mc)读出电子学系统数掘将并行扫描10，240个数据，可以满足阻性板探测器9088个电子学通道数据

2、获取的要求。BESIII的Mc读出电子学系统中将采用LVDS信号进行数据传输，而LVDS信号传输能不能达到MC的读出电子学系统的要求，并没有经过实际测试检验。所以，我们需要一个测试系统用来检验LVDS信号的误码率。USB2．0总线的最大速度可达到480MBit／s，而MC的读出电子学通过LVDS信号传输的时钟频率仅为20MHz。因此，设计一个基于USB总线的简单的测试系统，就可以用来检测LVDS信号在MC的读出电子学系统条件下的传输误码率。本文给出了一个利用USB2．0接口、两台PC机和百兆网线组成的LVDS信号传输误码率测试系统。该系统使用了随机数据源，测量了LVDS信号在3

3、0米传输距离、平均速率21．078MBit／s条件下的误码率。AbstractThethirdgenerationofBeijingSpectrometer(BESIII)isageneral—purposedetectorlocatedintheinteractionregionatthesouthernendoftheBEPCIIstoragering，wheretheelectronandpositronbeamscollide．ReadoutSystemofMuonCounter(MC)inBESIIIisabletoscan10，240一bitdatainparall

4、elinordertosatisfytherequirementoftheMC．LVDSsignaliswideusedinHighEnergyPhysicsexperiment．IntheMCreadoutsystemwealsoplantouseLVDStotransmitthesignalsfromFront—EndCard(FEC)toreadoutmoduleintheVMEcratevia30mflattwistcable．WeneedasystemtotesttheBitErrorRate(BER)ofLVDSsignal．ABERmeasurementsyste

5、mforLVDSsignaltransmission，whichconsistsofUSBinterfaceandtwocomputersandanetcable，isintroduced．Apseudo～randomdatasourceisusedinthissystem．ThesystemmeasuredtheBERofLVDSsignalinthecaseof30mdistanceandaveragetransmissionfrequencyof21．078MBit／s．Themeasurementresultsareshowninplotandtable．Theresu

6、ltsindicatethatLVDSsignalsatisfiestherequirementoftheMCE1ectronicsReadoutSystem．1．1BESIII简介第一章引言北京谱仪(BE8)是运行在北京正负电子对撞机(BEPC)上的一台大型通用磁谱仪。对撞机和谱仪于1984年动工兴建，于1989年投入实验运行。后于1995—1998年间完成了升级改进，升级后的北京谱仪为BESII。BES和其升级后的BESII是运行于亮度约为1030～10虬cm～s一1的单束团的BEPC(质心系能量2-5Gev)上的大型综合谱仪，迄今为止，它已工作12年，取得了重大的成就，但

7、是BESII所采用基本上是20年前的技术，其性能有以下不足之处：电磁量能器的能量分辨率较低；覆盖立体角偏小：端盖的打开比较困难：端盖动量和飞行时间测量不好等。BEPCII的亮度较之BEPCI将提高约100倍，在J／1lr能量点达到1033cm～s～，这样一来，统计误差会大幅度减小，需要系统误差的改进与之相匹配。因此，为了提高性能，BESIII开始建造。BESIII／BEPCII将为2—5GeV能区的大量的非常有意义的物理提供一个实验平台。BESIII谱仪设计如图卜1所示；其设计的原则和目标如