北京正负电子对撞机(BEPC,Beijing Electron Positron Collider)于1988年10月建成.它的成功建造及其在τ-粲物理研究中取得的重大成果使中国高能物理研究在世界上占领了一席之地.目前,中国科学院正在对BEPC的对撞机和探测器进行重大改造(BEPCⅡ).BEPCⅡ的重要部分,北京谱仪(BES,Beijing Spectrometer)作为目前世界上唯一工作在T-粲物理能区的大型实验装置也正在进行升级改造(BESⅢ).BES的触发系统是BES的快速实时事例选择和控制系统,它要在极高的本底下选出有用的物理事例,把本底压缩到数据获取系统可以接受的程度.BEPCⅡ的升级要求BESⅢ的触发系统也需要进行重新设计.飞行时间(TOF,Time of Flight)触发系统是BESⅢ触发系统的一部分,负责为整个触发系统提供位置信息、背对背信息以及击中数信息等,对事例进行选择,使事例率达到主触发能够承受的程度.该论文工作就是对TOF触发系统的研究和设计.该文的第一章绪论部分,对北京正负电子对撞机升级改造工程、北京谱仪、北京谱仪的触发系统以及TOF触发系统都进行了简单的介绍.第二章给出了TOF触发系统的物理目标,从物理的角度介绍了TOF触发系统需要完成的触发判选任务.同时,回顾了BESⅡ的TOF触发系统,指出了为适应BESⅢ的升级改造,TOF触发系统进行的相应改造以及使用的先进技术.第三章是该文的重点,这一章详细阐述了TOF触发系统的具体设计,包括控制模块、数据接收模块、预处理模块、触发判选模块、时钟模块、电源模块、数据传输模块等各个部分.重点介绍了TOF触发判选功能的实现,以及与光纤传输相关的设计.另外,该章还介绍了高速数字电路设计中常用的阻抗控制、传输线匹配等技术,以及一些常用的PCB设计技术.论文的最后一章介绍了TOF触发系统的一些测试结果,包括系统时钟性能(时钟偏差和时钟晃动)的测试,不同数据接收通道接收到的数据之间的时间偏差的测试,以及系统中各个可编程逻辑芯片功能的验证.