基于SCA技术的高时间分辨MRPC读出电子学研究

发布时间：2024-02-15 09:14

　　粒子鉴别是粒子物理实验中一个重要的内容,而飞行时间(Time of Flight,TOF)探测是一种有效的粒子鉴别手段。多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber,MRPC)广泛应用于许多大型物理实验中的飞行时间测量,是一种高时间精度的气体探测器。随着粒子物理实验的发展,TOF探测器系统的时间分辨需要达到更高的层次,相应地对读出电子学的测量精度也带来了更高的要求和挑战。传统的MRPC读出电子学一般采用高速放大甄别结合时间-数字变换(Time-to-Digital Conversion,TDC)的技术路线获取时间信息。此技术路线是目前国际粒子物理实验中高精度时间测量的主流,可以达到20 ps量级的高时间测量精度并成功应用于多个大型物理实验中。然而,随着下一代新型探测器性能的提升,还需要展开研究,发展更高水平的电子学技术。本论文针对下一代高时间分辨MRPC探测器的读出需求,开展了更高时间精度的读出电子学研究,将开关电容阵列(Switched Capacitor Array,SCA)波形数字化技术应用于MRPC探测器的读出中,并针对MRPC信号处理的特...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1标准模型中的基本粒子图

第一章引言??理实验中的飞行时间测置??文明的发展历程，人们一直锲而不舍地进行着揭示宇宙起宄。近百年来，人类认识物质结构的宏观尺度大到１０１（）光层面［１－２］。在上个世纪初，人类发现了电子、质子和中子，的最小单元。而在２０世纪５０年代后，随着理论的发展和实现了上百种粒子，建立了....

图12不同时间分辨下皿尹K粒子鉴别能力与动量关系图

第１章引言飞行时间探测器的时间分辨提出了更高的要求。Ｓｏｌｉｄ谱仪是ＧｅＶ升级后，用于研宄粒子结构的大型探测器［３３］，被用于精深度非弹性散射实验中的宇称破缺，从而进一步探寻超越现有理现象。在Ｓｏｌｉｄ谱仪中打算采用ＭＲＰＣ探测器作为高时间测器，以达到对Ｋ介子和７１介子的精确鉴别....

图1.3典型的MRPC探测器实验电子学系统框图

读出电子学作为ＭＲＰＣ探测器实验电子学系统的关键组成部分，最重要的??任务是测量ＭＲＰＣ探测器输出信号的时间信息。传统的ＭＲＰＣ读出电子学时间??测量方法是先对探测器的输出信号进行甄别（定时），之后再结合时间－数字变换??器（Ｔｉｍｅ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，?....

图２．７?ＴＡＣ＋ＡＤＣ型ＴＤＣ示意图??

ｓｔ〇Ｐ－?ｉｄ?上－？ｙ＿ｉ／［Ｌ??图２．７?ＴＡＣ＋ＡＤＣ型ＴＤＣ示意图??ＴＡＣ＋ＡＤＣ型ＴＤＣ的示意图如图２．７所示，以数字脉冲Ｓｔａｒｔ和Ｓｔｏｐ控制恒??流源Ｉ向电容Ｃ充电，则电容上的电压为：??Ｖ?＝?Ｅ?Ｘ?（ｔｓｔ０ｐ?一?ｔ灯ａｒｔ）?（Ｈ４）??通过ＡＤＣ....

本文编号：3899520