基于开关电容阵列的电磁量能器高分辨时间测量芯片设计

发布时间：2021-03-15 12:30

　　正在俄罗斯杜布纳联合核研究所（JINR）新建的重离子超导同步加速器（NICA）及其上的多功能探测器（MPD）主要用于研究高重子密度的夸克-胶子等离子体,其能量介于高、低能区之间。NICA/MPD探测器中设计了一套高效电磁量能器（ECal）系统来精确测量与鉴别重离子反应中产生的光子、电子、轻子对和中性介子,为提高鉴别这些粒子的能力,必须提高ECal的时间测量分辨率。基于该目标,本文设计了一款开关电容阵列（Switched Capacitor Arrays,SCAs）型波形采样芯片,用以对ECal探测器的时间进行高精度测量。主要研究内容为:设计了一款4通道基于开关电容阵列的高速波形采样芯片,每个通道由采样保持电路、采样时钟产生电路和读出控制电路三个部分组成,其中采样保持电路由256个采样开关和采样电容组成。采样开关选用传输门加虚拟管的结构,以减小沟道电荷注入和时钟馈通的影响,通过优化组成传输门的N型和P型晶体管尺寸,使得整个输入动态范围内其导通电阻均较小。采样电容选用MOS管电容,减小了芯片面积、提高了芯片集成度。采样时钟产生电路由延时锁相环（Delay-Locked Loop,DLL）和... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２?ＥＣａｌ模块结构图??

图１．３ＤＲＳ４芯片结构图??ＤＲＳ４芯９通，通１０２４元，８通可??

图１．４ＰＳＥＣ４芯片结构图??

【参考文献】：
期刊论文
[1]精密时间间隔测量及其在大科学工程中的应用[J]. 安琪.  中国科学技术大学学报. 2008(07)
[2]粒子物理实验中的精密时间间隔测量[J]. 安琪.  核技术. 2006(06)

博士论文
[1]基于开关电容阵列的高速波形数字化ASIC研究[D]. 秦家军.中国科学技术大学 2018
[2]ATLAS液氩量能器前端读出系统Phase-Ⅰ升级的光纤数据传输ASIC设计[D]. 李筱婷.华中师范大学 2014
[3]飞行时间质谱仪数据获取系统的研究与设计[D]. 叶春逢.中国科学技术大学 2014
[4]LHAASO水切伦科夫探测器原型阵列读出电子学研究[D]. 郝新军.中国科学技术大学 2011

硕士论文
[1]基于0.18μm CMOS工艺的高速高精度采样保持电路的研究与设计[D]. 王永泽.重庆邮电大学 2019
[2]MIMOSA 28 MAPS探测器读出系统研制[D]. 杜文.华中师范大学 2019
[3]一种应用于TDC的倍频延迟锁相环电路设计[D]. 张昆鹏.东南大学 2018
[4]束流电荷量监测系统的方案设计与误差分析[D]. 熊珀艺.华中师范大学 2018
[5]一种应用于TDC的低抖动延迟锁相环电路设计[D]. 张有志.东南大学 2017
[6]高分辨率时间数字转换器的研究与设计[D]. 叶巧.哈尔滨工业大学 2017
[7]CBM-TOF超级模块高密度、高精度时间测量方法[D]. 郑佳俊.中国科学技术大学 2017
[8]高精度多相时钟发生器研究与设计[D]. 程代州.电子科技大学 2017
[9]基于40nm CMOS工艺的12bit 300MS/s采样保持电路研究[D]. 吴辉贵.电子科技大学 2016
[10]模拟延时单元集成电路设计[D]. 曹裕荣.东南大学 2016



本文编号：3084180