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旭 王
(中国科学技术大学)
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摘要：本文介绍了TGC探测器前端pad信号采集板的设计和实现。该采集板通过GFZ接插件接收来自TGC探测器的256路前端模拟信号，经过保护电路送入四个VMM中。VMM是为信号采集判选读出而设计的专用芯片，其输出数字信号进入FPGA，并在FPGA中完成相应的读出和分析。FPGA通过网口与上位机通讯，实现上位机对FPGA以及VMM2的配置和FPGA数据向上位机的数据传输。
关键词：TGC，VMM2，Atlas，信号采集板
文章分类：1.核电子学及其应用的研究成果
ATLAS（A Toroidal LHC ApparatuS），是欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞器（LHC）的重要探测器，2012年该探测器和CMS探测器同时发现了Higgs粒子。
为了更深入的进行高能物理的研究，Atlas探测器将进行两次升级，目前正处在phase1的升级当中。这次升级包括Muon谱仪的端盖近端探测器和电子学系统的研制、CAL量能器的液氩电子学以及Trk径迹系统的触发DAQ数据采集系统。其中Muon谱仪的端盖近端探测器（Small Wheel）分为离线径迹探测器（Micromegas）和在线触发探测器（sTGC）。我们组将负责这次升级中TGC前端电子学读出的研制。
VMM2芯片是为探测器设计的专用读出芯片。VMM2由64个具有输入的线性前端通道组成。每个通道集成了具有自适应反馈的低噪声放大器（CA）、测试电容和可调极性（以处理或正或负电荷）。滤波器（整形器）是一个三态设计延迟耗散反馈（DDF），具有可调寻峰时间（25，50，100，和200ns）和稳定的带隙参考基线。DDF架构提供了更高的模拟动态范围，在输入电容比200 pF的小很多时可以得到相对较高的分辨率。增益是可调的八个值（0.5，1，3，4.5，6，9，12，16mV/ FC）。
采集板通过GFZ接插件（10*30）接收来自TGC探测器的256路前端模拟信号，经过保护电路送入四个VMM2芯片中。VMM2的输出数字信号进入FPGA，并在FPGA中完成相应的读出和分析。FPGA通过网口与上位机通讯，实现上位机对VMM2的配置和FPGA数据向上位机的数据传输。
TGC探测器前端pad信号采集板，采用当前先进的电子学技术，实现了对VMM2芯片配置和读出以及各个通道的测试，完成了FPGA对采集数据处理和网络传输部分的相关逻辑，满足了TGC探测器对多通道高速数据采集分析读出的需求。
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Mr
旭 王
(中国科学技术大学)
