【摘 要】
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该文作为BESIII电子学读出系统研究工作的一部分,结合主漂移室输出信号的特点和电荷测量的具体要求,提出了基于流水线技术和数值积分法的主漂移室电荷读出方案.用Garfield程
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该文作为BESIII电子学读出系统研究工作的一部分,结合主漂移室输出信号的特点和电荷测量的具体要求,提出了基于流水线技术和数值积分法的主漂移室电荷读出方案.用Garfield程序对BESIII主漂移室输出的信号波形进行了研究.根据目前确定的漂移室设计参数,如工作气体、场丝和信号丝的材质、丝距和排列方式以及工作高压等,对粒子沿不同位置穿过漂移单元时,阳极丝上产生的电流波形进行了模拟.结果表明:漂移室输出的电流波形是由多个点电离形成的1/t波形的迭加,信号的最大脉冲宽度约为650ns,脉冲幅度为微安量级.根据漂移室输出波形的特点,结合BESIII电子学所处的高计数率、高触发率的工作环境,对可能用于漂移室电荷测量的数值积分法和电流积分法进行了细致的讨论.从信号发生堆积的概率、所能达到的电荷测量精度等方面对两种方案进行了全面比较,确定了采用基于数值积分法的读出方案,并由此提出了由前置放大器、成形电路和流水线式电荷读出电路构成的总体设计方案.针对方案中对电荷测量电路的具体要求,提出了一种基于FADC和FPGA的流水线式电路设计方案.测试结果表明:电路性能良好、并行度高、逻辑功能具有很强的可编程性,能以足够的精度完成对模拟信号电荷量的实时提取.因此,可以得出结论:采用基于流水线方式的数值积分法来实现BESIII漂移室的电荷测量是可行的.
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