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雷 张
(南京大学)
Description
HGTD探测器外设电路的研制
车轶旻1，徐达2，葛振武1，王传烨1，翟明杰2，张杰2，张雷1
1.南京大学物理学院，2.中国科学院高能物理研究所
高颗粒度时间探测器（HGTD）是ATLAS实验第二阶段升级（Phase-II）的核心项目之一，计划安装在ATLAS探测器的前向区域，通过精确测量粒子的时间信息来压低未来LHC高亮度对撞模式下的高事例堆积本底。外设电路（PEB）在HGTD探测器的数据链路和运行监控中处于中心地位，不但负责了HGTD探测器模块与数据获取系统和与亮度测量系统之间的数据通讯，同时还负责了传感器温度、电压的监控等功能。
PEB通过柔性电路板(Flex)与探测器模块上的专用读出芯片ALTIROC相连接。HGTD共有超过8000个探测器模块。根据位置的不同，每个模块的数据率可高达1.28 Gbit s−1。专用芯片lpGBT将汇集多个模块的数据，再通过光纤传输到探测器外的DAQ系统。同时PEB还要为探测器模块提供低压电源，控制信号，和传感器的偏置高压。在PEB中，差分的e-link信号线负责时间测量数据的传输，而控制和配置信号则I2C总线传递。10V到1.2V的DC-DC转换器bPol专业芯片为ATLTIROC和其他芯片提供所需的低压电源，而ASIC的实际电压和传感器温度经过64到1的专用选通芯片MUX来连接到lpGBT上的ADC进行测量。在完成上述复杂功能的同时，PEB的研制还需要考虑ATLAS探测器超前区抗高粒子辐照的要求，以及极其有限面积和空间下的电路设计、散热、以及信号完整性。
本报告将介绍HGTD探测器外设电路PEB的计划和研究现状，包括：关键自研芯片的抗辐照、高低温等测试，演示机的研发和关键设计思路的验证等。
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雷 张
(南京大学)
