Speaker
Deng, YunQi
(Cental China Normal University)
Description
兰州重离子加速器是我国目前能量最高、规模最大的重离子研究装置。低温高密核物质谱仪位于装置外围，其内部包含各种探测器，其中的零角度量能器用硅光电倍增管将光信号转化为电信号。传统的读出电路很难兼顾大动态范围、高速和高精度，为了解决这个问题，本文提出了基于一阶Delta Sigma调制的自动增益调节SiPM读出电路。SiPM产生的脉冲宽度为10 ns，如果不采用慢成型电路直接对信号进行采样，至少需要500 M采样率的ADC，会消耗较大的功耗。该设计采用了前端自动增益放大电路，且将一阶DSM电路设计为类似TOT测量技术的电路, 自动增益放大器输出的能量信息在积分器中进行线性积分，能量通过比较器和一阶DAC的反馈进行线性放电，系统的输出为与输入线性相关的脉宽信息。脉宽信息由TDC进行测量，TDC采用环形游标结构。该设计在180 nm CMOS工艺完成，实现了动态范围为160 fC-160 pC的电荷信号的实时读出，该电路增益调节动态范围为-6 dB-20 dB，在动态范围内非线性误差小于1.8%，TDC动态范围约为860 ns，LSB为20 ps，在读出范围内测量误差小于1.9个LSB，符合量能器中读出电路的需求。
Primary authors
Prof.
Yang, Ping
(Central China Normal University)
Prof.
Huang, GuangMing
(Central China Normal University)
Prof.
Sun, XiangMing
(Central China Normal University)
Deng, YunQi
(Cental China Normal University)
Mr
Chen, ZhongWei
(Central China Normal University)
Mr
Meng, ZhenHao
(Central China Normal University)
Mr
Li, JunHui
(Central China Normal University)
