Speaker
哲恺 程
(山东大学前沿交叉科学青岛研究院)
Description
为满足阿里原初引力波探测实验（Ali CMB Polarization Telescope，AliCPT）中超导转变边缘传感器阵列（Transition Edge Sensor，TES）在高通道数、宽带宽、高速读出以及长期稳定运行条件下的电子学读出需求，本文设计并实现了一套微波超导量子干涉器件复用器（Microwave SQUID Multiplexer，μMUX）读出电子学系统。该系统由控制板、中频板（Radio Frequency board，RF board）以及 ZCU111 开发板组成，可覆盖 0 至 4.096 GHz 的连续读出带宽，实现对 μMUX 谐振器阵列的激励、上/下变频、数字化采集以及实时信号处理。系统通过中频板完成射频信号的上/下变频和幅度调节；ZCU111 开发板上集成的高速数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）分别用于产生和采集探测音频梳信号；现场可编程门阵列（FPGA）则实现数字下变频、信道化和信号解调。读出信号通过多相滤波器组（Polyphase Filter Bank，PFB）被划分为相互独立的 2 MHz 带宽频率通道，从而支持多个谐振器的并行读出。基于完整的电子学读出链路，本文对系统输出信号进行了噪声分析，评估了信道化后信号的功率谱密度特性以及电子学噪声水平。相关结果为 μMUX 读出系统的性能优化以及大规模 TES 阵列的应用提供了实验依据。
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