CSR外靶硅微条阵列探测器电子学系统研究
发布时间：2021-04-05 05:27
兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）现在已经建成，其实验探测装置也在不断建设当中，主要包含CSR外靶实验装置和CSRe上的配套实验装置。硅微条阵列探测器是HIRFL-CSR外靶实验装置上的一个子探测器，其位于γ球内的TPC（时间投影室）后。硅微条阵列探测器结合γ球内的CsI探测器，利用E-E粒子鉴别技术，可以对中等质量的碎片进行鉴别。由于硅微条阵列探测器的探测单元密度高而且通道数大，因此为了对大量探测事例进行精确测量，就对其电子学系统提出了相应的要求：高集成度、多通道、高精度和高速等。为了实现对硅微条阵列探测器输出信号的采集处理，我们设计了相应的电子学系统。本论文将对CSR外靶硅微条阵列探测器的电子学系统进行介绍。该电子学系统包含12个单元，共有48块前端电子学板、12块PXI-DAQ数据采集板和1块触发板。每个单元包含4块前端电子学板和1块PXI-DAQ数据采集板，而触发板由12个单元共用。每个单元可以处理来自两块双面硅微条探测器的384路信号，所以整个电子学系统可以处理4608路信号。前端电子学板是基于先进的ASIC芯片设计的，单板就可以实现对双面硅微条探测器单面输出的...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
．1HIRFL-CSR系统平面布局图
图 1．2 靶区系统结构图墙探测器中子墙由 2 层的条形闪烁体（150cm×8cm×8cm）和 型单元（50cm×8cm×7cm）组合而成，每层由 18 个单度为 84cm，单元层是垂直相交排列的。设计参数如表表 1-1 中子墙设计参数探测面积 1.5m×1.5m探测器厚度 1m接收角度(φ 角) ±3.80覆盖立体角 11~20 mSr角分辨 0.30探测效率（1GeV 中子） >90%位置分辨 ±8cm能量分辨（<1GeV 中子） 5 %
有以下三种：电荷幅度转换(QAC)、波形采样(ADC)和电荷 电荷幅度转换物理实验与粒子物理实验当中，由各种探测器输出的电流信要的时间很短，此时 i(t)可以被认为是电流冲击脉冲。在若收集到的总电荷量为 Q，那么电流冲击脉冲的表达如式 2 Qitlim0() 正比于入射粒子在探测器中沉积的能量 E。现电荷到电压的转换的方法有三种[18]：电压灵敏放大、电流放大。其中电压灵敏放大器和电荷灵敏放大器主要用于能量大器主要用于时间测量。．1 电压灵敏放大
【参考文献】：
期刊论文
[1]HIRFL-CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建[J]. 汪鹏飞,李占奎,李海霞,章学恒,赵兴文,王秀华,谭继廉,刘凤琼,李荣华,王柱生,陈翠红,杨磊,祖凯玲,戎欣娟,李春艳,卢子伟. 原子核物理评论. 2014(01)
[2]Development of front-end readout electronics for silicon strip detectors[J]. 千奕,苏弘,孔洁,董成富,马晓莉,李小刚. Chinese Physics C. 2013(01)
[3]基于PXI总线的阵列探测器数据获取系统[J]. 鲁皖,陈志强,孔洁,孙志宇,杜成名,肖国青. 原子核物理评论. 2011(04)
[4]Preparation of a silicon micro-strip nuclear radiation detector by a two-step annealing process[J]. 李海霞,李占奎,王方聪,王柱生,王秀华,李春艳. 中国物理C. 2011(07)
[5]CSR外靶实验终端中CsI（Tl）晶体的测试[J]. 石国柱,李松林,胡强,李恒远. 原子能科学技术. 2010(S1)
[6]CY7C09449PV在LFMCW雷达跟踪控制器中的应用[J]. 潘利明,律云飞,刘春风. 数字技术与应用. 2010(02)
[7]基于FPGA的PCI从接口设计[J]. 李均盛,王省书,胡春生,梁德强. 工业控制计算机. 2010(01)
[8]一种前端ASIC芯片测试系统的设计与实现[J]. 千奕,苏弘,孔洁,董成富,马晓莉,李小刚. 核技术. 2009(09)
[9]64通道100ps时间-数字变换模块的研制[J]. 刘小桦,安琪,刘树彬,苏弘,詹文龙. 核技术. 2009(08)
[10]Cyclone FPGA配置模式及应用[J]. 蔡雄志. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(08)
博士论文
[1]CSR外靶实验读出电子学预研系统研究设计[D]. 周家稳.中国科学技术大学 2012
[2]慢正电子寿命谱仪电子学系统原型机的研制[D]. 周雷.中国科学技术大学 2009
[3]CSR强子探测器读出电子学方法研究[D]. 刘小桦.中国科学技术大学 2008
[4]北京谱仪（BESIII）飞行时间读出电子学系统设计与实现[D]. 郭建华.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]一种高速流水线ADC的研究[D]. 陈丽坤.北京交通大学 2011
[2]嵌入式加密卡设计[D]. 徐亮.大连海事大学 2009
[3]基于PCI Express总线数据采集记录系统硬件设计[D]. 周俊峰.电子科技大学 2009
[4]基于IP CORE的PCI接口设计及在数字中频采集与处理模块中的应用[D]. 杨军.电子科技大学 2009
[5]基于PCI总线汽车电控系统开发装置的存储模块设计方法研究[D]. 黄长顽.重庆交通大学 2008
[6]GIS局部放电在线检测装置[D]. 罗林根.上海交通大学 2008
[7]发动机试车台数采系统设计与矢量喷管仿真[D]. 伍琳.南京航空航天大学 2007
本文编号：3119224
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
．1HIRFL-CSR系统平面布局图
图 1．2 靶区系统结构图墙探测器中子墙由 2 层的条形闪烁体（150cm×8cm×8cm）和 型单元（50cm×8cm×7cm）组合而成，每层由 18 个单度为 84cm，单元层是垂直相交排列的。设计参数如表表 1-1 中子墙设计参数探测面积 1.5m×1.5m探测器厚度 1m接收角度(φ 角) ±3.80覆盖立体角 11~20 mSr角分辨 0.30探测效率（1GeV 中子） >90%位置分辨 ±8cm能量分辨（<1GeV 中子） 5 %
有以下三种：电荷幅度转换(QAC)、波形采样(ADC)和电荷 电荷幅度转换物理实验与粒子物理实验当中，由各种探测器输出的电流信要的时间很短，此时 i(t)可以被认为是电流冲击脉冲。在若收集到的总电荷量为 Q，那么电流冲击脉冲的表达如式 2 Qitlim0() 正比于入射粒子在探测器中沉积的能量 E。现电荷到电压的转换的方法有三种[18]：电压灵敏放大、电流放大。其中电压灵敏放大器和电荷灵敏放大器主要用于能量大器主要用于时间测量。．1 电压灵敏放大
【参考文献】：
期刊论文
[1]HIRFL-CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建[J]. 汪鹏飞,李占奎,李海霞,章学恒,赵兴文,王秀华,谭继廉,刘凤琼,李荣华,王柱生,陈翠红,杨磊,祖凯玲,戎欣娟,李春艳,卢子伟. 原子核物理评论. 2014(01)
[2]Development of front-end readout electronics for silicon strip detectors[J]. 千奕,苏弘,孔洁,董成富,马晓莉,李小刚. Chinese Physics C. 2013(01)
[3]基于PXI总线的阵列探测器数据获取系统[J]. 鲁皖,陈志强,孔洁,孙志宇,杜成名,肖国青. 原子核物理评论. 2011(04)
[4]Preparation of a silicon micro-strip nuclear radiation detector by a two-step annealing process[J]. 李海霞,李占奎,王方聪,王柱生,王秀华,李春艳. 中国物理C. 2011(07)
[5]CSR外靶实验终端中CsI（Tl）晶体的测试[J]. 石国柱,李松林,胡强,李恒远. 原子能科学技术. 2010(S1)
[6]CY7C09449PV在LFMCW雷达跟踪控制器中的应用[J]. 潘利明,律云飞,刘春风. 数字技术与应用. 2010(02)
[7]基于FPGA的PCI从接口设计[J]. 李均盛,王省书,胡春生,梁德强. 工业控制计算机. 2010(01)
[8]一种前端ASIC芯片测试系统的设计与实现[J]. 千奕,苏弘,孔洁,董成富,马晓莉,李小刚. 核技术. 2009(09)
[9]64通道100ps时间-数字变换模块的研制[J]. 刘小桦,安琪,刘树彬,苏弘,詹文龙. 核技术. 2009(08)
[10]Cyclone FPGA配置模式及应用[J]. 蔡雄志. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(08)
博士论文
[1]CSR外靶实验读出电子学预研系统研究设计[D]. 周家稳.中国科学技术大学 2012
[2]慢正电子寿命谱仪电子学系统原型机的研制[D]. 周雷.中国科学技术大学 2009
[3]CSR强子探测器读出电子学方法研究[D]. 刘小桦.中国科学技术大学 2008
[4]北京谱仪（BESIII）飞行时间读出电子学系统设计与实现[D]. 郭建华.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]一种高速流水线ADC的研究[D]. 陈丽坤.北京交通大学 2011
[2]嵌入式加密卡设计[D]. 徐亮.大连海事大学 2009
[3]基于PCI Express总线数据采集记录系统硬件设计[D]. 周俊峰.电子科技大学 2009
[4]基于IP CORE的PCI接口设计及在数字中频采集与处理模块中的应用[D]. 杨军.电子科技大学 2009
[5]基于PCI总线汽车电控系统开发装置的存储模块设计方法研究[D]. 黄长顽.重庆交通大学 2008
[6]GIS局部放电在线检测装置[D]. 罗林根.上海交通大学 2008
[7]发动机试车台数采系统设计与矢量喷管仿真[D]. 伍琳.南京航空航天大学 2007
本文编号：3119224
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