摘要：本文主要介绍了一种基于FPGA的高精度时间-数字转换器(TDC)。该TDC在设计上采用了粗计数与细时间测量相结合的技术。粗计数通过高性能的二进制计数器实现,细时间测量利用FPGA的快速进位链实现时间内插。为了改善测量分辨,在设计中借助Wave-Union方法对超大码宽进行了分割。为检验TDC的性能,对其进行了多项测试,获得较好的测试结果。该TDC在大于200ms的动态范围内的时间分辨率小于50ps。微分非线性(DNL)的范围为-1~1.5LSB,积分非线性(INL)的范围为-1.5~1.5LSB。该TDC将应用于In-beam PET影像装置中的飞行时间测量。

摘要：为提升平行板雪崩计数器(PPAC)的使用性能,设计了一款具有50 ns和100 ns两档达峰时间的四通道滤波成形专用集成电路(ASIC)芯片。该ASIC芯片与已有的前放芯片结合可实现PPAC的信号读出。芯片内每个通道包括极零相消、低通滤波成形及输出电路。输入动态范围-0.8^+0.8 V内的线性度达到0.2%;-3 d B带宽噪声不高于60μV;芯片功耗30 m W;面积为2.6 mm×1.25 mm。

摘要：针对微弱信号电路易受干扰和输入端泄漏电流影响测量精度问题,对电路进行了保护环的设计。该电路分别采用T型反馈电阻网络和单个大电阻反馈网络,选择输入电阻足够大、偏置电流小的运算放大器进行设计。EMI仿真和实验结果都表明保护环的引入提高了电路的抗干扰性,从而显著地提升了电路的灵敏度、测量的精度和稳定性。

摘要：为高速实时测得粒子入射到探测器的位置信息,研制了一款基于0.18μm CMOS工艺的四通道专用集成电路芯片。设计了极零相消电路、低通滤波成形电路、甄别电路及脉冲整形电路,并对其积分非线性、成形时间、可靠性等设计指标参数进行了分析。

摘要：为满足硅微条探测器研制的需求,本文研制了一款多通道低噪声电荷灵敏前放ASIC芯片。设计完成电荷灵敏前置放大电路和极零相消电路;并分析电路的积分非线性、噪声斜率、可靠性等指标参数。该电荷灵敏前放输入动态范围20~830 f C时,等效输入噪声为685.73+32.37 e-rms/p F。

摘要：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。

摘要：介绍了用于MWDC前端电子学读出信号测量的时间数字读出模块的研制。该模块基于FPGA强大的逻辑控制功能与数据处理能力,采用高精度、小封装、低功耗、低成本的专用时间数字转换芯片实现设计。测试结果表明该模块时间分辨好于55 ps,积分非线性好于1 LSB,微分非线性好于0.01%,能够满足应用需求。

摘要：针对一些粒子物理实验中高采样率、多参数测量以及长距离传输等要求,设计了一套基于DRS4波形数字化的高速数据采集系统。该系统由波形数字化前端板、高速数据传输板和上位机软件组成。测试结果表明,该数据采集系统具有较高的数据传输速率和较低的误码率,采集到的数据能很好地重建和还原输入信号波形。该数据采集系统具有一定的通用性,适用于对采样率和传输距离有较高要求的粒子物理实验。

摘要：设计了一款小型化、低噪声、大动态范围的前端处理电路,包括电荷灵敏前放、成形放大电路、单道脉冲幅度分析电路。前放的等效输入噪声1.5 ke V,动态范围可达0～±11 V,积分非线性0.11%。该电路为模块化电路,当前放与主放模块构成系统时,其分辨可以达到0.12%。当前放、主放模块与中国科学院近代物理研究所制作的离子注入型硅探测器构成系统时,采用239Puα源进行测试,测得在5.157 Me V时的能量分辨约为0.82%;当主放、单道脉冲幅度分析模块与中国科学院近代物理研究所制作的碘化铯晶体探测器构成系统时,采用60Co源进行测试,对于能量为1.332 Me V的γ射线,测得其能量分辨约为7.9%。该电路可用于半导体探测器、光电倍增管及电子倍增器等探测器信号的处理。目前,小型前端电路已经应用于中国科学院近代物理研究所自行研制的便携式盐湖卤水铀、钍、钾快速测量仪的原型样机,达到了预期效果。

摘要：为测试暗物质卫星塑闪阵列探测器的功能和性能指标,构建了塑闪阵列探测器地面标定系统,并研制了地面标定触发电路。该触发电路采用标准NIM插件,采用控制开关和可编程逻辑器件设计,具有输入输出可控、输出脉冲宽度及间隔可调、输出延时小、逻辑功能易于更改等特点,适用于构建对输出脉冲信号有特殊要求的触发系统。经地面宇宙线和束流标定实验检验,研制的标定触发电路满足设计要求。