第二十三届全国核电子学与核探测技术学术年会（NED2026）

AC-LGAD读出电子学

11 Aug 2026, 16:50

15m

太室宴会厅 (中州华鼎饭店)

口头报告 电子学 Parallel 2 - session 4 (electronics)

Speaker

丽燕 金 (山东大学)

Description

为了应对高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)带来的事例堆积和辐射问题，低增益雪崩探测器（LGAD）将被用于ATLAS的升级中。LGAD是一种高精度的硅基时间探测器，具有低噪声、高信噪比、快上升沿（约500ps）、良好的时间分辨和抗辐射性能和10-50的适中增益等优势。基于LGAD发展而来的交流耦合型LGAD（AC- LGAD），则代表了最新一代高精度四维探测器，可以同时测量粒子的时间和位置信息。
本系统是针对AC-LGAD所设计的16通道前端电子学读出系统（FEE）。分为模拟部分和数字部分，模拟部分包含每个通道的射频放大器和高速鉴别器，数字部分为基于现场可编程门阵列（FPGA）的时间数字转换器（TDC）。信号经过射频放大器放大后，进入鉴别器，经鉴别器鉴别后接入FPGA。利用FPGA中的抽头延迟链（TDL）结构，本系统设计了16通道TDC，实验室阶段测试TDC时间测量精度可达6ps。该FEE系统目前提供到达时间（TOA）测量功能，脉宽测量（TOT）模块尚在研发中。在电子学测试阶段，通过脉冲发生器对FEE系统进行时间测量精度测试，单通道时间测量精度约为10ps。在探测器测试阶段，AC- LGAD探测器与FEE系统总的时间测量精度可达30ps左右，未来通过TOT校准后时间测量精度将会进一步提升。此外，为优化FEE系统的时间测量性能，我们对电子学读出板进行了迭代，测试结果将在会议中介绍。