【摘 要】
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本论文主要研究内容为集成化高密度读出电子学系统。集成化高密度读出电子学系统特点是在对应探测器通道密度大整体数据带宽要求大的情况时减小系统规模。论文中设计了相同结
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本论文主要研究内容为集成化高密度读出电子学系统。集成化高密度读出电子学系统特点是在对应探测器通道密度大整体数据带宽要求大的情况时减小系统规模。论文中设计了相同结构的两套电子学系统，分别对应北京同步辐射装置(BSRF：Beijing Synchrotron Radiation Facility)开发的气体电子倍增器(GEM：gas electron multiplier)读出和为北京正负电子对撞机(BEPC：Beijing ElectronPositron Collider)实验束升级开发的电荷耦合元件(CCD：Charge-coupled Device)读出。
BSRF的升级迫切需要二维位置灵敏探测器来提升实验性能。新型的GEM探测器具有结构简单、性能优越、读出方式灵活等优点，可以很好的满足BSRF的需求。为了实现GEM探测器的高空间分辨率和高计数率，文中GEM探测器采用电极盘(Pads)读出方式。同时为了有效的减小读出电子学通道数，前端采用电容开关阵列串行读出。系统读出底板面积为20cm×20cm，底板表面共有40000个电极盘，每400电极盘采用串行输出。为了系统的通用性，系统采用灵活的多板集成结构，系统共四块前端处理板、一个数据集中处理板、一个后端数据接收板。前端处理板实现数据采集，数据集中处理板实现数据汇总，后端数据接收板实现数据接收。打包后的数据通过串行光纤传输，远端通过光纤接收的PCI总线写入计算机中。
BEPC某些实验束升级需要新型的探测器，闪烁光纤阵列探测器是其方案之一。系统采用八路线阵CCD，每个CCD共有2048个像素点。系统有一个前端处理板、一个数据集中处理板、一个后端数据接收板组成。前端处理板实现八路线阵CCD的并行工作，GEM成像中的数据集中处理板和后端数据接收板可直接用于闪烁光纤阵列探测器的读出系统中。
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