第二十三届全国核电子学与核探测技术学术年会（NED2026）

Contribution List

103. 10.24 Gbps SST串行发送器ASIC设计

Mr 青康 吴

电子学

口头报告

高能物理实验探测系统中的前端读出电子学对高速长距离数据传输需求日益迫切。本文在55 nm CMOS工艺上实现了一款传输速率达到10.24 Gbps 的串行数据发送ASIC，核心电路使用环振型锁相环（ROPLL）产生时钟，选用二叉树型多路选择器实现16路并行数据到1路串行数据的转换（MUX16t1），并采用源级串联终端型驱动器（SST）来加重和传输数据流。其中，ROPLL包含8条子带和40多种倍频因子，能提供0.60~5.57 GHz的时钟；输入40 MHz参考时钟，输出频率在2.56和4.96 GHz时，实测随机抖动（Rj）分别约1.1 ps和0.8 ps，总抖动（Tj）分别约20.2 ps和12.9...

2. STCF缪子探测器的读出电子学

净如 唐 (山东大学)

电子学

口头报告

超级陶粲装置（STCF）是我国拟建设的下一代高亮度正负电子对撞机，其设计运行能量范围为2~7 GeV，峰值亮度约为0.5×10³⁵ cm⁻²...

66. 一款用于CEPC探测器电磁量能器SiPM读出的ASIC

娇龙 陈

电子学

口头报告

SIPAC_E是一款4通道的专用集成电路（ASIC），用于环形正反电子对撞机（CEPC）的电磁量能器（ECAL）中的硅光电倍增管（SiPM）信号读出。
该芯片架构集成了前置放大器、成形器、开关电容采样阵列（SCA）、模数转换器（ADC）、时间数字转换器（TDC）以及数据打包与串行输出电路。为了满足大动态范围测量需求，芯片每通道设计了高、低两路独立增益通路，分别连接存储深度为0的开关电容阵列。4个通道采用多路复用技术共用一个40 MHz采样率的ADC。在时间测量方面，每个通道配备了独立的TDC以确保高精度的时间提取。
该芯片已于2025年10月成功完成流片。目前的测试结果表明，芯片各项功能符合设计预期。芯片输入动态范围覆盖1.28 pC至3.84...

137. 像素碲锌镉探测器的国产化多通道低噪声读出电子学研究进展

学成 付 (中国科学技术大学)

口头报告

像素型碲锌镉（CZT）探测器具有探测效率高、能量分辨率高、可室温工作等优势，在伽马射线探测、核安全监测、核医学和天文观测等领域具有重要应用前景。针对像素型CZT探测器多通道、高精度电荷测量和深度信息获取的需求，作者所在团队开展了国产化多通道低噪声读出电子学研究，设计并实现了基于ASIC的高集成度读出电子学原型系统。该系统可完成256路阳极通道和2路阴极通道的高精度电荷测量，并在多像素触发事例中恢复各作用位置对应的阴极-阳极时间信息，为三维位置信息重建和深度效应修正提供电子学基础。电子学测试结果表明，原型系统阳极等效噪声电荷为0.06fC，线性测量范围覆盖5~45fC，多像素事例阴极-阳极时间差测量精度好于43ns。与像素型CZT探测器联调测试结果显示，系统DOI测量精度好于0.9mm，深度灵敏修正后的能量分辨率可达1.4%@511keV和1.1%@662keV，验证了该读出电子学在低...

9. 基于ATCA的模块化系统及其在MPGD读出的应用

起铭 梁 (华中师范大学)

电子学

口头报告

国内计划依托SHINE装置的8 GeV电子束开展固定靶实验，旨在进一步探究核子内部结构。实验的径迹探测器拟采用微结构气体探测器（MPGD），通道总数约42万。超大通道规模对读出系统的集成度和实时在线处理能力提出挑战。此外，系统在实验初期不仅需要适配多种前端读出方案，还需为其他子探测器读出提供可行的硬件复用能力，这要求其具备通用性与可扩展能力。为此，本文将开展模块化系统研究，并基于此系统设计支持2000通道的MPGD读出原型样机。
ATCA架构具备强单板供电能力、高散热性能和宽裕的物理尺寸，不仅可以支撑高密度的芯片集成，也为模块化布局提供充足的空间条件。依托上述优势，系统采用ATCA载板搭配后插板的架构，可支持最多4个AMC子卡以适配多种读出任务需求。其中，ATCA载板集成XCKU15P高性能FPGA承担高带宽数据处理与传输任务；后插板搭载XCZU9EG...

133. 基于FPGA的LGAD时间读出系统设计

Mr 坤 陶 (南昌大学)

电子学

张贴报告

针对LGAD前端读出中有效事件筛选和高精度时间测量需求，设计了一种高速甄别与时间数字转换一体化系统。系统前端采用双极性可编程阈值甄别结构，由STM32控制AD5686R产生阈值电压，经ADA4899-1调理后形成正、负参考电平，并利用两路ADCMP580高速比较器分别完成正向和负向脉冲甄别。时间测量部分基于FPGA实现粗细结合型TDC，采用IDELAY分段延迟与CARRY8信号转换结构，将多路延迟信号映射至短Tapped Delay Line中完成细时间量化，并通过码密度标定和基于LSB计算的线性补偿方法改善延迟链非均匀性。实验结果表明，甄别器正、负阈值可在0–2500 mV范围内连续调节，校准后阈值误差小于5 mV，双极性正弦输入下甄别占空比误差小于2%；TDC线性补偿后等效LSB为2.86 ps，DNL峰峰值为1.19 LSB，INL峰峰值为3.21...

141. 空间MeV伽马望远镜（MeGaT）的高精度时间投影室读出电子学研究进展

阳 刘 (中国科学技术大学)

电子学

口头报告

MeV能段伽马射线观测是研究高能宇宙物理过程的核心手段，但现有探测器在该能区面临角分辨受限的挑战。提高角分辨的关键在于实现对康普顿电子或正负电子对三维径迹的精确测量。为此，本研究重点设计并实现了一套面向高压气体时间投影室（TPC）的大规模、高集成度读出电子学系统，旨在通过精细的电子径迹成像提升望远镜的观测性能。
在核心技术研发方面，针对TPC探测器高达22,500个感应单元带来的读出挑战，本研究提出了一种基于哈密顿回路理论的二维通道映射复用方案。该方案成功实现了16:1的物理通道压缩，在极大降低功耗与系统复杂度的同时，确保了三维径迹重建所需的位置分辨能力。配套研制的读出电路具备20...

67. 面向高动量粒子鉴别的漂移室 dNdx 读出电子学系统

德伟 许 (散裂中子源科学中心)

电子学

口头报告

漂移室原初电离簇计数（dN/dx）是一种通过统计带电粒子在单位径迹长度上产生的原初电离簇数目实现粒子鉴别的方法。相比传统电离能损（dE/dx）方法，dN/dx 可减弱次级电子引入的朗道涨落影响，在高动量 K/π 介子鉴别中具有较好的应用潜力。面向环形正负电子对撞机（CEPC）等未来高能物理实验对高精度粒子鉴别的需求，本工作设计并研制了一套 120 通道高速波形读出电子学原型系统。系统采用低阻宽带放大与高速连续采样架构，前端通过低阻抗匹配网络和两级宽带电压放大级联，保留微弱电离信号的纳秒级快前沿特征；后端基于 1.3 GSps、14-bit ADC 和 FPGA 实现多通道连续波形数字化、触发控制和高速数据传输。实验室标定结果表明，系统全链路模拟带宽为 550 MHz，多通道增益离散度为 0.82%，带载等效输入噪声为 0.83 μArms，单时钟域固有时间测量精度为 0.88...

157. 面向高精度定时的读出电子学系统

Xin Wang (IHEP)

电子学

口头报告

精确测量光子到达时间是高能物理、核医学等领域的核心需求。随着实验对粒子鉴别动量范围的扩展和TOF-PET成像质量的提升，光子定时系统的时间分辨率要求已进入亚百皮秒量级。TDC（时间数字转换器）因其高集成度和低功耗的优势，是实现皮秒级定时精度的经济实用方案。
本研究介绍一种面向高精度定时的读出电子学系统，核心为采用55nm CMOS工艺设计的专用集成电路FPMROC。该芯片集成低噪声前置放大器、甄别器和TDC，LSB约13ps，实测单次时间测量精度30.16ps（RMS），同时支持到达时间和过阈时间测量，TOT数据可用于时间游走修正。数据获取系统基于KC705...