Speaker
皓文 邓
(成都理工大学)
Description
硅微条探测器因其能量分辨率高，响应时间短，响应线性范围宽等优点，广泛应用于天体物理，核医学和宇宙线等领域。但硅微条探测器产生的核脉冲信号微弱，且具有大量信号通道数，通常采用以电荷测量ASIC芯片为主的电子学读出系统。但是ASIC芯片作为电荷测量专用芯片，具有一定的研发周期且采购不易，因此本文设计了多通道紧凑型的波形采集模块以替代ASIC芯片。
本文基于多通道模拟前端芯片来显著简化硬件电路规模，而数字化后的波形在FPGA中灵活的开展信号处理算法。其中单个模拟前端芯片为通用芯片，具有8个独立通道。单个通道包含程控增益放大器、低通滤波器、高速ADC等，在较低的功耗下可实现12-Bits和65MSPS的波形采集。模块整体支持32通道的差分信号输入，具有7×5cm的紧凑型结构以及集成GD32以实现灵活的通信方式；信号处理流程为波形数字化后，由FPGA甄别其脉冲幅值，判定探测器是否产生脉冲信号，并将波形信号上传至ZYNQ中与其他并联模块的上传信号共同分析。
针对硅微条探测器多通道紧凑型数字化波形采集器性能测试。搭载两块紧凑型采集模块时，系统整体静态功耗为2W。系统具有多种数据传输模式：以太网、SD卡以及WIFI传输。同时可搭载LCD屏显示成像结果。经过多次实验测试，使用千分台移动准直后的α源Am-241，可获得其移动轨迹，满足预期结果。
