Conveners
Parallel 2 - session 3 (electronics)
- 以农 刘 (清华大学)
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科 王 (中国科学院高能物理研究所)11/08/2026, 14:00电子学口头报告
中子探测在物质科学、生命科学、国家安全及核医学等领域发挥着至关重要的作用,特别是针对高性能中子成像需求，基于锂玻璃闪烁体与SiPM阵列的二维平面探测器因高效率和快响应而备受关注。多通道大规模读出系统在集成度、噪声控制及增益一致性上面临挑战。
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本文研发了一款专用于SiPM探测器的64通道读出芯片，集成了前端DAC，电压型前放，成形，峰值保持，读出控制逻辑等。该芯片有效解决了多通道信号处理，增益控制等难题，提升了定位精度，为高分辨率二维中子探测器提供了高性能、紧凑型的读出解决方案。
针对ONSEMI MICROFC-10035（1mm2，暗计数30kHz）与HAMAMATSU S13360-3050CS（9mm2，暗计数500kHz）SiPM, 测得清晰的暗计数单光子谱。
采用ONSEMI... -
梦明 潘 (华中师范大学)11/08/2026, 14:15电子学口头报告
随着空间低能X射线偏振探测任务的发展，探测器对高时间分辨率、大面阵像素读出和低功耗集成提出了更高要求。传统像素内高精度时间测量方案通常需要在像素中集成TDC或复杂计数电路，当阵列规模增大时，会带来较大的面积和功耗开销，同时增加布线和参考时钟扇出的复杂度，限制了其在大面阵像素芯片中的应用。针对上述问题，我们采用基于可控延迟链的时间测量读出方案，将像素内独立时间量化转化为阵列内信号传播延时差测量，从而在降低像素级电路复杂度的同时实现高精度时间读出。
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该方案在像素阵列中构建预设的信号传播路径，粒子击中像素后，经电荷敏感放大器和比较器产生事件触发脉冲，随后进入像素内可控延迟链，并沿不同方向逐级传播。通过比较触发信号在不同延迟路径末端的到达时间差，可以获得事件的位置信息和时间信息。
为实现对原型芯片输出时间差的数字化读出与系统化测试，该方案搭建了基于FPGA-TDC的测试读出平台。该平台采... -
娇龙 陈11/08/2026, 14:30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。
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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... -
Mr 青康 吴11/08/2026, 14:45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...
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Xiaomin Wei (Northwestern Polytechnical University)11/08/2026, 15:00电子学口头报告
混合像素传感器系统具有高集成度、低功耗、高分辨率、高抗辐射的特点，适配不同传感器，可应用于高能物理实验粒子探测、核医学成像、空间X射线成像等领域。在像素级实现时间及能量测量比在列级或芯片级实现能达到更高的计数率和更精确的时间测量。同时实现能量测量不仅能够适应部分应用对粒子能量区分的需求，还能通过能量信息进行时间移步的矫正。
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本文设计了一个兼具小面积与低功耗特性的像素级时间/能量测量电路。考虑面积和功耗的约束，本文未采用传统峰值保持采样的能量测量，而是采用过阈时间(Time over Threshold, TOT)测量的方法实现能量测量。该方法的TOT测量可与粒子到达时间（Time of Arrival,... -
佳 王 (西北工业大学)11/08/2026, 15:15电子学口头报告
为了满足像素型CZT探测器的成像和能谱修正需求，同时测量入射粒子的能量和时间信息，我们设计了一款包含128个阳极通道和2个阴极通道的前端读出ASIC芯片。在传统信号处理链路中，需要分别设计时间通道和能量通道，电路面积和功耗较大。为了解决该问题，我们设计了一种基于峰保电路的时间检测电路，去掉了快成形器，减小了单通道的面积和功耗。为提高集成度，触发信号直接送入通道集成的12位TDC电路实现数字化。该TDC采用基于DLL的粗-细两级结构。粗量化和细量化分别通过全局计数器和通道内多相时钟插指采样电路实现。由于进行了模块复用，进一步减小了通道面积和功耗。芯片内包含一个后端数据处理模块，主要完成时间信息和被击中通道地址的编码、峰保复位等控制信号的生成、输出数据包拼接、并串转换等功能。能量峰保信号通过一个128选一多路选择器输出到管脚。为了提高通道一致性，设计了一个两级DAC电路用于生成甄别器的基...
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