基于电流放大芯片的Micromegas探测器高集成度读出电子学设计

高分辨、大面积Micromegas探测器广泛应用于粒子物理实验、医学成像和工业检测等领域。针对Micromegas探测器多通道的读出需求,设计并实现了一种512通道的高集成度前端电子学（compact frontend electronics,Compact＿FEC）。该电子学采用电流读出芯片ADAS1128,芯片集成128个电流放大器,可实现多通道电荷信息测量。电子学支持USB3.0和千兆以太网通信,可实现与上位机进行通讯交互。通过对电子学性能进行测试,在电子学线性动态范围为-77.97～0 fC的测试条件下,增益约213.6 Code/fC,积分非线性为2.7%,噪声小于0.7 fC。为验证读出电子学对Micromegas探测器阳极条信号的读出能力,利用55Fe放射源进行X射线能量分辨率测试,同时利用宇宙射线进行缪子击中位置重建位置分辨率测试。通过放射源测试可探测到X射线的全能峰与Ar逃逸峰;其中全能峰能量分辨率约20.23%@5.9 keV,全能峰与逃逸峰峰值比约2.09∶1。缪子击中位置测试结果表明,读出电子学测得Micromegas探测器x维度和y维度的位置分辨率分别为0.240 mm和0.243 mm。上述两项测试验证了Compact＿FEC在单粒子测量模式下可用于读出Micromegas探测器。