重离子治癌装置中γ-γ符合时间测量系统设计

为实现重离子治癌装置中γ-γ符合时间的高精度和高分辨率测量,设计实现了符合时间的测量系统,该系统主要由高速比较器构成的定时甄别电路和基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的时间-数字转换(TDC)电路构成.FPGA-TDC通过"粗"时间和"细"时间结合的方法实现精确的时间测量:"粗"时间测量采用二进制计数器实现,"细"时间...     

用于深空粒子探测系统的自动标定装置研制

该文研制了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的自动标定装置,用于对深空粒子探测系统的自动校准和刻度.该标定装置主要包括标准脉冲产生单元、高速模数转换单元和控制与数据处理单元.其控制与数据处理单元基于FPGA实现,采用模块化的设计完成对外围电路控制及数据在线处理.通过各项实验验证,该装置可在复杂环境下实现对系统的基线...     

塑闪阵列探测器读出ASIC阈值产生与调节电路的设计

基于GF 0.18 um CMOS工艺,设计并实现了ASIC芯片中的重要组成部分?阈值产生与调节电路,包括DAC模块和基于SPI慢控接口模块的控制模块。为了有效减少ASIC芯片版图面积、降低功耗,同时提高调节精度,提出通过组合高、低两个4位的DAC实现一个8位DAC的阈值调节,其中多个通道复用一个高4位DAC进行阈值粗调,每通道各自包含一个低4位DAC进行阈值细调。SPI慢控接口模块不仅实现对8位DAC输入的控制来调节触发阈值,还能够控制前放的增益和成型时间的档位。测试结果表明:DAC模块的DNL<0.10 LSB;INL<0.18 LSB;阈值粗调范围约为900 mV;阈值细调范围约为60 mV,精度误差小于7%,可满足ASIC芯片中的甄别器对阈值调节的需求。     

用于PET读出的多通道滤波成形ASIC芯片研制

为了实现重离子治癌in-beam PET系统中能量信号的高精度测量,该文设计并实现了一款多通道滤波成形专用集成电路(ASIC)芯片。该芯片包含4个通道,每通道由极零相消、低通滤波以及增益补偿缓冲输出电路组成,特点为:基于3.3 V供电;采用350 nm CMOS工艺设计;流片尺寸为2.6 mm×1.25 mm。实验室电子学性能测试表明:该芯片具有4挡可调达峰时间(50 ns、100 ns、1 us、2 us),动态范围可达?0.8～+1.0 V,每通道功耗为6.6 mW,线性度优于0.12%,能量分辨优于0.3%,长时间工作稳定,通道串扰低于0.32%,增益误差小于1.01%。经放射源22Na与LaBr₃探头和光电倍增管(PMT)联合测试表明,该芯片能量分辨优于商用ORTEC 572主放插件,能够实现高精度的in-beam PET能量信号测量。     

多通道低噪声前置放大器设计

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。     

高计数率气体探测器读出电子学原型机研制

研制一套可用于高计数率气体探测器的读出电子学原型机系统,包括前端板、数据采集板和上位机。前端板采用一款先进的前端读出专用集成电路(ASIC)芯片实现对探测器信号的测量和模数转换;数据采集板利用现场可编程门阵列（FPGA）实现对数据的分析、处理和传输;上位机实现控制指令发送、PC端数据接收及存储等。在22~99 fC的输入范围内,原型机各通道积分非线性均好于024%;联合探测器使用55Fe放射源测试,结果好于相同条件下的商用电子学。可满足20 kHz计数率下GEM TPC探测器的读出需求。