项目名称: 用于GEM探测器的高集成度专用集成电路研制

项目编号: No.11375218

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 王铮

作者单位: 中国科学院高能物理研究所

项目金额: 96万元

中文摘要: 气体电子倍增器(GEM)是近年来出现的新型气体探测器,因为具有位置分辨好、抗辐照性能强、响应速度快等特点,在粒子物理实验、天体物理、医学成像、同步辐射成像等领域,具有广泛的应用前景。为实现高位置分辨率,GEM探测器相邻两个读出条的中心距一般设计为几百个微米或更小,这就使得GEM探测器读出电子学需要处理的信号通道数量在数百甚至数千个通道之间,必须采用高集成度的专用集成电路才能满足在读出信号密度、噪声、功耗等多方面的苛刻要求。本项目就是为了研制一款高集成度、全功能的用于GEM探测器信号读出的专用集成电路。单个通道集成了电荷灵敏前置放大器、滤波成形电路、峰值保持电路、甄别电路、模数转换器等模块,对信号的放大、成形、峰值保持和模数变换等一系列功能全部在芯片内部自动完成,A/D变换的结果可直接送到FPGA中进行处理,这无疑将大大提升设备的集成度和可靠程度,使读出电子学系统的设计更简洁。

中文关键词: 专用集成电路;GEM探测器;低噪声;模数转换;

英文摘要: Gas Electron Multiplier (GEM) is a new gas detector developed in the past few years. Because of its good position resolution, radiation hardness and fast response, GEM is widely used in particle physics experiments, astrophysics, medical imaging and synchrotron radiation. In order to achieve better position resolution, the pitch of the readout strips is about hundred microns or even smaller. This makes the GEM detector's readout electronics to deal with hundreds or even thousands of channels, highly integrated ASIC must be used to meet the strigent demands of the readout signal density, noise, power and many other aspects. This project is to develop a highly integrated, fully functional readout ASIC for GEM detector. Each channel consists of charge sensitive preamplifier, shaper, peak detect and hold circuits, discriminator, analog to digital converter (ADC) and some other blocks. The signal amplification, shaping, peak holding, analog to digital converting and other series of functions are all done automatically inside the chip. The analog to digital conversion results can be sent directly to the FPGA for processing which will greatly improve the integration and reliability of the equipment, and makes GEM detector readout electronics system more concise.

英文关键词: ASIC;GEM;low noise;ADC

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