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Description
用于GEM探测器的自研前端多通道ASIC性能测试
曾莉欣1,2,3，周健荣1,2,3，周晓娟1,2,3，朱林1,2,3，赵豫斌1,2,3，陈少佳1,2,3，刘洪斌1,2,3，
殷伟刚1,2,3，于 莉1,2,3，骆 宏1,2,3，孙志嘉1,2,3
（1.中国科学院高能物理研究所，北京 100049；2.散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803；3.核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049）
摘要：随着中子通量的提升，最高计数率可达10MHz/mm2的GEM(Gas Electron Multiplier)中子探测器有望替代传统3He气体探测器成为未来中子实验装置主要探测器之一，近些年得到大力发展研究，并已经作为束流监测器成功应用到CSNS(China Spallation Neutron Source)。当前与其匹配的前端读出电子学芯片主要采用的是德国海德堡大学研制的商用CIPix ASIC芯片，该芯片集成64通道电荷灵敏前置放大器、成型放大器以及数字比较器，可实现多通道测量，但单通道最高读出计数率仅能达到 330kHz ，因而限制了GEM探测器的发展。为了提升整体系统性能，实现GEM探测器高计数率和多通道测量的需求，自研了一款32通道前端读出ASIC芯片，目前已经完成第一版原型设计，为了评估原型芯片的相关性能以及推进后期性能改进，专门针对自研芯片的功能设计了一款前端读出子板，该板集成了两片自研前端芯片，可实现64路通道读出，采用一片四通道高性能DAC(Digital Analogue Converter)，单通道为16路输出提供比较阈值，并通过FPGA(Field－Programmable Gate Array)实现四通道DAC的配置，同时为了减少输出线路数量，将接收到的64路数字信号，实现8：1的通道复用功能，转为8路差分输出，传输给后端数字处理板。为了与商用ASIC芯片进行了对比实验测试，评估芯片性能，完成了电子学测试系统的搭建。测试结果表明：与商用ASIC相比，自研ASIC的线性动态范围更大，灵活性更强。
Summary
核电子学与探测器技术
