上海光源是一台性能优异的第三代同步辐射装置,对其高频系统的要求很高,而高频低电平作为稳定储存环高频腔的频率、高频腔中电场的幅度和相位的控制系统,其性能对束流的影响尤为明显。　　 低电平控制系统经过几十年的发展,已经经历了全模拟控制、半模拟半数字控制、全数字控制三个阶段。由于数字低电平控制系统相较于采用模拟技术的方案具有诸多优势,因而上海光源采用了全数字化的低电平控制系统(第一代系统),并且实现了控制高频腔幅度误差±1％以内、相位误差±1°以内的目标。但是由于采用的是商业化的集成开发板搭建的方案,极大限制了现有系统的扩展性,同时还有诸多其他的问题,因此需要发展新一代的集成数字化低电平控制器(第二代系统)。论文作者在现有的上海光源储存环低电平控制器的基础上,研制了一个集成数字化低电平控制器的样机,并对控制器的相关性能进行了测试。　　 本论文将数字化低电平控制分为射频前端、射频输出、本振生成与时钟分配、数字处理器、通讯、供电等模块,分别对每个模块的实现进行了研究,并给出了解决方案。　　 射频前端部分包含高频信号的下变频处理、滤波、放大以及模数转换(A/D)处理,实现了将参考信号、腔前信号、腔后信号等射频信号下变频为中频信号,并转化为数字量,以便送入数字处理器现场可编程门阵列(FPGA)进行处理。中间的滤波部分采用了L-C结构的低通滤波器,在达到预期性能的基础上简化了系统的结构,降低了系统成本。　　 射频输出部分包含了数模转换(D/A)、滤波、上变频、放大、滤波等,实现了将FPGA处理后的数据转化为模拟中频信号,并上变频为射频信号,然后经过放大滤波处理用以调整幅度和相位。　　 本振生成和时钟分配部分采用DDS技术实现了本振信号的生成,实现A/D和D/A转换所需的时钟的生成和分配,实现了PLL,可满足多通道的射频前端和射频输出的需求。　　 数字处理器采用的是Altera公司EP2S60系列的FPGA,由于和第一代系统实现方案的延续性,因此可以采用和第一代系统相同的内部逻辑和算法,方便实现平稳过渡。　　 通讯采用了USB和RS-232两种串行通讯解决方案,可以方便的实现与上位机(Host PC)的通讯和数据交换。传输速度经过测试可以满足系统数据传输的需求。　　 由于采用了集成式解决方案,众多功能采用的都是IC器件,因此需要实现板级的供电和分配,采用LT1959和LT1084芯片可以满足诸多器件的不同电压和电流需求。　　 该集成数字化低电平控制器经过初步测试,实现了幅度稳定度保持在±0.5％、相位稳定度保持在±0.5°,PLL范围达到了200kHz。