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大型高海拔宇宙线观测站(LHAASO)项目是由中科院高能物理研究所承担，国内外多家合作单位联合，拟在海拔4000多米的中国四川省稻城县建立的大型科研项目。其核心科学目标是宇宙线起源、宇宙演化和暗物质研究。一平方公里探测阵列(KM2A)是LHAASO多种探测阵列中最主要的复合探测器阵列，其建设意义覆盖了LHAASO的前两个核心科学目标。KM2A包含电磁粒子探测器阵列(ED)和缪子探测器阵列(MD)。其中电磁粒子探测器阵列主要用于记录宇宙线经过广延大气簇射以后产生的次级粒子数密度和到达时间。 电磁粒子探测器读出电子学系统的主要功能是将光电倍增管(PMT)的输出信号数字化以后传输到数据采集系统(DAQ)，数据包括精确的时间信息、大动态范围的能量信息等。该电子学系统面临的主要设计难点有:探测器分布不集中，需要在一平方公里范围内实现亚纳秒精度的时间测量;光电倍增管输出信号动态范围大，电子学需实现全量程的高精度电荷量测量;高海拔、野外环境下工作，昼夜温差及年温差大、气压低，电子学需在恶劣的环境下稳定工作并保证各项性能指标等。针对以上设计难点，我们设计了基于:WR同步时钟网络、高精度电荷、时间同时测量的电子学系统方案。该方案不仅完成了精确的时间电荷同时测量，同时具有受环境温度影响小，工作稳定等特点。其原理样机已在羊八井试验阵列中运行一年，各项性能指标均满足设计指标。工程样机于2015年十月通过项目组内评审验收。 本文将从设计需求出发，从设计原理、实现方法以及实验验证三个方面详细阐述ED读出电子学的相关内容。本论文介绍的相关设计及实现不仅为ED提供了一套可靠的读出电子学系统，也为将来有类似需求的探测器读出电子学提供了借鉴。