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为了解决石油、天然气、煤炭等能源日益减少问题,国内外科学家在可控热核聚变领域进行了数十年的深入研究,设计了ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor,国际热核实验反应堆)。其目的是建造一个可受控点火和自持燃烧的大型托卡马克装置,使其发生核聚变而产生巨大的能量,为商业示范堆的建造和应用奠定基础。为了研究核聚变反中的等离子体不稳定性状态、锯齿特性、杂质辐射等物理过程,同时为等离子体控制提供参考数据,在ITER装置的12号窗口安装了软X射线相机,用来探测等离子体径向方向的软X射线辐射分布,其中能量范围为1 keV~10 keV。软X射线相机主要由探测器、前置放大器、中继放大器、数据采集以及CODAC(Control,Data Access and Communication,控制、数据访问和通信)中央控制系统等组成,探测器将软X射线光信号转换为10 nA~10μA的电流信号,经过前置放大、中继放大、信号调理,由数据采集模块完成信号接收,此时的信号电压幅度值可以达到-10 V~10 V。软X射线具有信号幅度动态范围宽、易受电磁场干扰等特点,需要多通道阵列并行处理,本文提出了基于PXIe(PCI Express eXtensions for Instrumentation,PCIe在仪器领域的扩展)的软X射线相机多通道数据采集系统。为实现PXIe的高速传输特性,系统采用Xilinx公司的FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片Kintex-7-325T-900-2作为主控制器。在硬件电路结构上,通过信号调理电路实现模拟信号的多级处理,由5 MSPS(Million Samples per Second,每秒百万次采样)采样率16位串行ADC(Analog-to-Digital Convert,模数转换器)芯片LTC2325完成模数转换,对FPGA进行开发,实现了数字信号的存储、串并转换及PXIe总线传输。基于LabVIEW的上位机软件实现了计算机与多通道数据采集系统的数据通信,完成了系统的功能验证。本文讨论了系统的软硬件组成和PXIe总线传输原理,实现了多通道软X射线相机数据处理和传输。实验结果表明,该系统可实现正常数据采集的信号频率范围为0~1 MHz,其分辨率可以达到0.122 mV。