CSNS工程GPPD谱仪主探测器读出电子学的研制

作     者：陈少佳 赵豫斌 曾莉欣 田兴成 骆宏 唐彬 王修库 CHEN Shaojia;ZHAO Yubin;ZENG Lixin;TIAN Xingcheng;LUO Hong;TANG Bin;WANG Xiuku

作者机构：中国科学院高能物理研究所北京100049 东莞中子科学中心东莞523803 核探测与核电子学国家重点实验室北京100049 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(No.2016A030313126) 核探测与核电子学国家重点实验室(No.SKLPDE-ZZ-201801)资助~~ 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2019年第42卷第6期

页      码：35-41页

摘      要：中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程通用粉末衍射谱仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)采用闪烁体探测器作为主探测器。为满足谱仪的设计需求,读出电子学系统要求在实现高达数千通道数据读出的同时,完成高精度的中子探测。基于设计目标,以及进一步提高读出系统的集成度和灵活性,读出电子学系统采用了“子板+母板”的架构。前放子板采用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)实现探测器输出信号的放大、成形、甄别等模拟调理;母板固件采用了多级流水线机制的设计方法,在保证数据并行性和可靠性的同时,进一步减小了数据处理的死时间,实现数据的采集打包、缓存等处理,最终数据通过千兆以太网传到后端数据处理系统,便于数据的分析处理。对设计实现的读出电子学系统的评估测试结果表明:最小时间分辨11ns,单通道计数率200 K·s^-1,各项指标均好于设计目标。目前所有读出电子学单元已部署到GPPD工程现场并长期稳定运行,为谱仪顺利开展实验提供了可靠保证。

主 题 词：通用粉末衍射谱仪 核电子学 闪烁体探测器 专用集成电路 现场可编程门阵列 

学科分类：082703[082703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0827[工学-食品科学与工程类] 0703[理学-化学类] 1009[医学-法医学类] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.060402

馆 藏 号：203680823...