四通道低噪声GEM探测器前端读出ASIC设计

介绍了一种用于多层GEM探测器的低噪声前端读出ASIC芯片.针对CEM探测器输出信号特点,设计了电荷灵敏放大器、极零相消电路和准高斯成形电路,并对其噪声指标、成形时间等设计指标等参数进行分析.     

16通道GEM探测器前端读出ASIC的设计

介绍了用于GEM(Gas Electron Multiplier)探测器读出的ASIC芯片GEMROC(GEM ReadoutChip)的设计.该芯片采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺,单片集成16个读出通道,每个通道包括电荷灵敏前放(CSA)、CR-(RC)2成形电路和驱动电路.增益和成形时...     

用于阵列探测器读出的16通道前端ASIC

本文设计了用于GEM阵列探测器读出的16通道前端ASIC,每个通道包含电荷灵敏前放、CR-（RC）^2成形电路和Class-AB级的输出驱动电路。芯片采用0．6μmCMOS工艺,管芯面积为1．27mm×4．08同mm。输出脉冲的宽度可以从1μs调节到10μs,测得的等效噪声电荷分别为1413e＋20e／pF@脉宽=1μs和1402e＋11e／pF@脉宽=10μs。脉宽为1μs时,输入电荷0-70fC范围内的微分非线性好于1％。     

基于3D Si PIN阵列热中子探测器的变增益宽动态前端读出电子学设计

基于Si CMOS技术的前端读出ASIC主要是根据3D Si PIN阵列热中子探测器的输出信号特性设计的。所设计的读出ASIC的主要电路模块包括电荷灵敏放大器（CSA）、模拟开关设计、具有三级电荷灵敏自动转换的自动增益控制模块（AGC）、相关双采样（CDS）和基准电流源电路。仿真结果表明,前端电路的输入动态范围为10 fC~80 pC。根据热中子探测器输出信号特性设计的ASIC的3个增益系数分别为19 V/pC、039 V/pC和94 mV/pC。所设计的ASIC的积分非线性小于 1%。单通道静态功耗约为 536 mW。零输入探测器电容时的等效噪声电荷为2416e-。计数率可达1 MHz 。     

新型高性能脉冲峰值保持电路

本文介绍了两种新型跨导型脉冲峰值保持器，分别用于多丝正比室（ＭＷＰＣ）和复合晶体闪烁探测器（Ｐｈｏｓｗｉｃｈ）输出脉冲信号的形状和幅度分析。电路的跨导放大级采用跨导型集成运算放大器，使电路结构简单化，且性能优良可靠，能响应输入脉冲最小上升时间分别为５０ｎｓ（Ｐｈｏｓｗｉｃｈ）和５００ｎｓ（ＭＷＰＣ）的信号，在４０ｄＢ的动态范围内，两电路的积分非线性均好于０．１％，特别适用于空间γ射线观测。     

低噪声CMOS电荷灵敏前放的ASIC设计

当前辐射探测应用对前端电子学的集成度要求越来越高,如何实现高密度、低成本和一定性能以及可靠的核电子学成为重要的课题。CMOS ASIC可以实现低成本和用户定制,成为核电子学专用集成电路的主要工艺,采用无锡华润0．6μm CMOS工艺完成了低噪声CMOS电荷灵敏前放的第一次原型设计。     

高精度CMOS峰值保持电路设计

介绍了一种CMOS峰值保持电路.该电路具有精度高,输出摆幅大,驱动能力强等特点.电路具有两种工作状态:“读”状态和“写”状态.在“写”状态时,通过OTA追踪信号,将输入信号峰值存储到保持电容中.在“读”状态时,将OTA连接成单位增益放大器使用,将存储在保持电容上电压值读出.该工作过程可以有效消除放大器自身offset产...     

CZT探测器前端读出电子学设计

针对碲锌镉阵列探测器设计了一种前端读出电子学。采用N沟道JFET共源共栅输入缓冲电路和集成运算AD8066构成低噪声电荷灵敏前置放大器,使用Sallen-Key滤波器实现对核脉冲信号的准高斯成形。在室温下对¹⁵²Eu进行能谱测量,其能量分辨率可达到13.2%121 keV,本设计为后续EAST硬X射线实时二维强度成像及能谱诊断系统研究奠定了重要的实验基础。     

气体电子倍增膜(GEM)探测器的读出方式

作为一种新型微单元结构气体探测器,GEM探测器具有许多优势,其中之一就是其读出方式灵活多样。标准不同,读出方式的分类亦不相同。根据读出方式的不同原理,将GEM探测器的读出方式分为四种,分别介绍了这四种读出方式的基本原理,结构及工作过程,并对它们各自的优缺点作了比较。     

用于GaAs半导体探测器的电荷灵敏前置放大器的设计

介绍了一种用于GaAs半导体探测器,以场效应管和集成运放为主要器件的低噪声的电荷灵敏前置放大器的设计.设计性能指标达到:电荷灵敏度2×1012 V/C,等效噪声电荷＜100(电子-空穴),上升时间＜10 ns.     

基于FET开关阵列的GEM成像探测器电子学系统设计

针对实验室GEM实时成像平板探测器多通道实时数据采集的需要,设计了一套基于FPGA和网络接口芯片的数据采集系统.该系统具有精度高、速度快、通道多、通用性强、安全可靠的特点,具有较高的应用价值.     

GEM探测器读出电子学ADC采样系统设计

本文简要介绍了GEM探测器读出电子学ADC采样系统设计与测试。该系统包括模数变换模块、数据汇总模块和后端数据接收模块三部分。本文详细介绍了模数变换模块硬件电路设计、FPGA逻辑设计、光纤数据传输设计以及ADC采样芯片的测试方法。经过测试,该系统实现了8通道数据实时采集、传输、存储及显示功能。     

基于APV25芯片的GEM探测器读出电子学系统的测试与改进

气体电子倍增器(GEM)是目前最具发展前景的位置灵敏气体探测器。其新一代读出电子学系统包括APV25前端卡、多用途数字转换器（MPD)、VME控制器及基于Linux的采集软件DAQ。本工作完成了读出系统的调试,获得了系统在40 MHz和20 MHz工作频率下的理想数据。在长时间测试中,系统运行稳定。通过对软件配置的优化和对硬件的改进,降低了噪声水平,提高了信噪比。     

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求。系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出,读出通道为256×256。读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示。计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置。系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为（1.2±0.1）×106 s^-1,系统运行稳定,受噪声干扰小。     

改进的CMOS电荷灵敏前放噪声优化设计方法

CMOS专用集成电荷灵敏前放的噪声性能对于辐射探测非常关键.提出了一种改进的CMOS电荷灵敏前放低噪声设计方法,通过实例计算得到的噪声结果比现有方法都有不同程度的提高.     

基于GEM探测器的数字读出芯片研制

研制了一种适用于高能物理GEM探测器读出系统的数字芯片。芯片采用PAD读出方式,对GEM探测器的输出直接采样,对采样到的信号放大并成形,判断该输入是否超过由外部DAC设定的阈值,给出判断结果,并按照一个串行协议读出。芯片采用0.35μm/3.3 V CMOS工艺设计,后仿真结果显示芯片达到预期研制目标。     

一种基于电流反馈芯片的电荷灵敏快前放设计

介绍了一种基于电流反馈运算放大器(CFOA)的快电荷灵敏放大电路。通过一个小电阻的引入避免了CFOA电路直接电容反馈所引起的电路不稳定问题,通过反馈电阻和反馈电容的适当取值降低了噪声。经过测试,其带宽可达200MHz,时间分辨率可达125ps。该前放具有高带宽、高性噪比、高时间分辨率等特点,已成功应用于兰州重离子加速器单粒子效应地面模拟实验TR5终端。