MAPS读出电子学系统的研制

发布时间：2018-08-20 12:11

【摘要】：北京谱仪III是改进后的北京正负电子对撞机(BEPCII)上的大型探测器,由于其内径迹室部分目前老化情况比较严重,需要预研下一代内径迹室的技术方案。为此,高能物理研究所实验物理中心探测器、电子学、数据获取和物理软件组人员联合山东大学在2012年申请了国家自然科学基金大科学装置联合基金,获准开展“北京谱仪Ⅲ主漂移室内室改进的MAPS探测技术研究”,其中电子学系统的研究是该项目的子课题。电子学系统根据MAPS(Monolithic Active Pixel Sensor,简称MAPS)项目需求,需要实现1/10内室模型的研制。考虑探测器芯片的信号特征以及项目数据传输的需求,需设计芯片的数据读出、处理相关电路以及编写相关FPGA固件程序并进行测试。电子学系统包括两级电路。第一级为Ladder级,该级电路将10个探测器芯片作为一个单元模块,在软板进行打线并将信号引出,传输至后端电路;第二级为前端控制板,该级电路作为数据数据处理的主要部分,需要负责DAQ、探测器与电子学的互相通信。包括配置信息的加载,控制信号的实现,Ladder采样数据的传输与处理。同时电源供电电路针对信号的特点对所有模块供电并进行监测。程序控制实现的主要功能是电子学系统的控制与数据的传输处理。其中包括JTAG(Joint Test Action Group;联合测试工作组)协议对芯片配置信息的加载,数据的处理,TCP/IP网络通信协议的编写。设计中灵活利用FPGA中的丰富逻辑资源进行数据的处理与通信协议的设计,程序中每一级均设置了缓存机制,对数据进行缓冲处理,保证了数据的稳定性。针对设计的功能,通过程序仿真,电脑模拟等方法验证其功能。联合DAQ及探测器组测试并取数,测试系统整体功能,并对取数结果分析验证系统功能。
[Abstract]:The Beijing Spectrometer (III) is a large detector on the (BEPCII) of the improved Beijing Electron Positron Collider (BCEC). Due to the serious aging of the inner track chamber, it is necessary to pre-study the technical scheme of the next generation inner track chamber. To this end, in 2012, Shandong University applied for the National Natural Science Foundation of the National Science Foundation of China to the National Natural Science Foundation of China for a joint fund for large scientific devices, in the laboratory physics center of the Institute of High Energy Physics. The research on the improved MAPS detection technology in the main drift chamber of Beijing Spectrometer 鈪，

本文编号：2193564