MIMOSA 28 MAPS探测器读出系统研制
发布时间：2021-02-23 23:03
单片式有源像素传感器（Monolithic Active Pixel Sensor,MAPS）是目前发展最好的单片式像素传感器之一,具有极高的位置分辨和计数率能力,在高能物理实验和天体物理领域拥有广泛的应用前景,针对该系列探测器研发出合适的读出系统,是实现这些应用的关键一步。MIMOSA28芯片基于CMOS超大规模集成电路工艺制作,设计时使用了一种新型的硅探测器技术,在同一衬底上集成探测器元件和处理电子器件。基于该芯片,本论文提出了一套针对MAPS系列探测器的低成本、高速、可拓展的读出系统方案,并研制了读出系统的硬件电路,设计了固件程序,开发了相应的软件系统。读出系统的硬件部分主要分为三部分:VCBOARD采集板、LUBOARD保护板和HPDAQmini主控板。VCBOARD采集板搭载MIMOSA28芯片,完成带电粒子的探测,数据采集,并将采集到的信息通过读出通道传输给后端HPDAQmini主控板;LUBOARD保护板有多种AD芯片,负责监控VCBOARD采集板的电流电压,同时...
【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】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＶＭＥ机箱实物图??ｔｔｔｔｌ一
数据周期为ｌｕｓ，数据率为２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系统可以用于多机箱和多插件工作，??能够满足小规模的实验和大中规模的多参数实验需求，因此在核物理实验中得到??了广泛的应用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ机箱实物图如下图１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??图１．２?ＣＡＭＡＣ机箱实物图??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向仪器系统的?ＰＣＩ?扩展）是美国国??家仪器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的测量和自动化平台［１９］。它将台式ＰＣ与ＰＣＩ??总线进行结合，ＰＸＩ系统主要包含一下几项组件：机箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系统控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外设模块（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信号主要包括１００ＭＨｚ参考时钟、局部总线（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和触发总线（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。数据总线宽度为３２位，工作频率为３３ＭＨｚ，数据传输速率为１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ机箱实物图如图１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??图１．３?ＰＸＩ机箱和板卡实物图??近年来，读出系统正在向小型化、网络化、智能化发展。其中典型的有ＣＥＲＮ??开发的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）读出电子学系统，该系统具有可扩展、??多通道的特点，能够满足不同实验场景下的读出需求。其将前端ＤＡＱ单元分成?
数据周期为ｌｕｓ，数据率为２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系统可以用于多机箱和多插件工作，??能够满足小规模的实验和大中规模的多参数实验需求，因此在核物理实验中得到??了广泛的应用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ机箱实物图如下图１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??图１．２?ＣＡＭＡＣ机箱实物图??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向仪器系统的?ＰＣＩ?扩展）是美国国??家仪器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的测量和自动化平台［１９］。它将台式ＰＣ与ＰＣＩ??总线进行结合，ＰＸＩ系统主要包含一下几项组件：机箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系统控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外设模块（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信号主要包括１００ＭＨｚ参考时钟、局部总线（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和触发总线（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。数据总线宽度为３２位，工作频率为３３ＭＨｚ，数据传输速率为１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ机箱实物图如图１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??图１．３?ＰＸＩ机箱和板卡实物图??近年来，读出系统正在向小型化、网络化、智能化发展。其中典型的有ＣＥＲＮ??开发的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）读出电子学系统，该系统具有可扩展、??多通道的特点，能够满足不同实验场景下的读出需求。其将前端ＤＡＱ单元分成?
本文编号：3048383
【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】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＶＭＥ机箱实物图??ｔｔｔｔｌ一
数据周期为ｌｕｓ，数据率为２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系统可以用于多机箱和多插件工作，??能够满足小规模的实验和大中规模的多参数实验需求，因此在核物理实验中得到??了广泛的应用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ机箱实物图如下图１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??图１．２?ＣＡＭＡＣ机箱实物图??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向仪器系统的?ＰＣＩ?扩展）是美国国??家仪器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的测量和自动化平台［１９］。它将台式ＰＣ与ＰＣＩ??总线进行结合，ＰＸＩ系统主要包含一下几项组件：机箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系统控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外设模块（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信号主要包括１００ＭＨｚ参考时钟、局部总线（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和触发总线（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。数据总线宽度为３２位，工作频率为３３ＭＨｚ，数据传输速率为１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ机箱实物图如图１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??图１．３?ＰＸＩ机箱和板卡实物图??近年来，读出系统正在向小型化、网络化、智能化发展。其中典型的有ＣＥＲＮ??开发的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）读出电子学系统，该系统具有可扩展、??多通道的特点，能够满足不同实验场景下的读出需求。其将前端ＤＡＱ单元分成?
数据周期为ｌｕｓ，数据率为２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系统可以用于多机箱和多插件工作，??能够满足小规模的实验和大中规模的多参数实验需求，因此在核物理实验中得到??了广泛的应用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ机箱实物图如下图１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??图１．２?ＣＡＭＡＣ机箱实物图??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向仪器系统的?ＰＣＩ?扩展）是美国国??家仪器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的测量和自动化平台［１９］。它将台式ＰＣ与ＰＣＩ??总线进行结合，ＰＸＩ系统主要包含一下几项组件：机箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系统控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外设模块（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信号主要包括１００ＭＨｚ参考时钟、局部总线（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和触发总线（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。数据总线宽度为３２位，工作频率为３３ＭＨｚ，数据传输速率为１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ机箱实物图如图１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??图１．３?ＰＸＩ机箱和板卡实物图??近年来，读出系统正在向小型化、网络化、智能化发展。其中典型的有ＣＥＲＮ??开发的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）读出电子学系统，该系统具有可扩展、??多通道的特点，能够满足不同实验场景下的读出需求。其将前端ＤＡＱ单元分成?
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