用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计

介绍一种用于新型塑料闪烁体阵列探测器系统的前端读出电子学(FEE)的设计与实现,该前端读出电子学主要基于电荷测量专用的集成电路(ASIC)芯片和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)研制,可实现对多路探测器信号的采集、处理、筛选、打包,并通过LVDS差分接口上传到后端的数据获取系统(DAQ)。同时,该电路设有板载线性标定电路,可实现对各通道电子学性能刻度,设有电源电流、关键芯片及电路温度实时监控等电路,使电路具有较完善的功能和较强的自我保护能力。

高计数率多通道时间测量与串行读出电路研制

近年来应用于中高能核物理实验的先进前端读出专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)芯片呈现出越来越强的数字化趋势,可提高系统的集成度并降低功耗。论文研制了一种高计数率多通道时间测量与串行读出电路(high-count rate multi-channel time measurement and serial readout circuit,HMTRC),可实现核事件去稀疏化、去随机化的读出。该电路主要包括了基于时钟分相技术的时间数字转化器、控制器、先进先出存储器和基于令牌环逻辑的轮询读出模块。HMTRC已被集成到一款自研的16通道前端读出ASIC芯片中,可测量和储存时间信息,并利用数字驱动的前端读出架构实现时间与能量信息同步读出。测试表明,时间分辨率好于2 ns,功能符合预期。

新型电荷-频率转换电路设计

设计了一种用于兰州重离子治癌系统中剂量监测的新型电荷-频率转换电路。该电路将输入的电流信号直接转换为脉冲输出,通过计数器对脉冲个数进行计数实现对输入电荷的测量,从而实现对照射剂量的实时监测。实验表明:该电路可实现0.01 n A^1μA范围内双极性电流的测量,在整个测量范围内线性度好于2.71%。