基于ASIC芯片的硅微条阵列探测器多通道前端电子学模块设计

描述了为兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验系统硅微条阵列探测器而设计的前端电子学模块。该模块采用专用ASIC芯片,可以处理96路能量信号。对前端电子学模块的性能进行了测试,结果表明,该模块在0.1～0.7 V范围内的积分非线性好于0.3%;其电子学分辨好于0.45%,最大串扰小于10%;通道一致性测试结果好于1.3%;在室温下连续工作24 h后,零点峰位最大漂移为1.48 m V。

阵列探测器L1触发系统加法电路优化设计

针对兰州重离子加速器外靶终端硅微条阵列探测器L1触发系统,设计了一个基于Xilinx7系列FPGA芯片的改进加法逻辑电路,利用快速进位链结构,对加法电路模块进行优化。对优化后加法电路结构和同类传统加法电路比较,并对逻辑时延进行和结构性能建模分析。仿真和测试结果表明:优化后模块逻辑时延3 ns左右,相比传统加法逻辑,系统死时间低,有效采集事例率高,能够满足L1触发系统的要求。

HIRFL-CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建

硅徽条探测器因具有很强的位置分辨率与能量分辨率而在世界各大核物理实验室得到广泛应用。中国科学院近代物理研究所研制了性能优越、位置精度达到0．5mm×0．5mm的双面硅微条探测器，用于HIRFL—CSR的外靶实验终端谱仪（ETF）上，用作径迹测量以及AE-E望远镜系统△E的探测。硅微条探测器体积小、集成度高，利用柔性印刷电路板（FPCB）引出信号，配合ASIC芯片的前端电路，能够方便地给出每一条的能量信息和位置信息。在此详细阐述了在HIRFL—CSR的ETF上双面硅微条探测器阵列的搭建，并测量了放射源在真空中探测单元的能量分辨本领。结果表明，该硅条探测器的每个探测单元对5～9MeV能量的α粒子的能量分辨率在1％左右。