Speaker
Mr
坤 陶
(南昌大学)
Description
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 LSB，TOA重复测量抖动可达6.66 ps，TOT平均抖动约12.36 ps，最大测量范围为10 s。测试结果表明，该系统能够完成从模拟脉冲甄别到TOA、TOT数字化输出的连续处理，可为LGAD读出、飞行时间测量及核粒子探测前端电子学提供参考。
