权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of a VLSI-read-out system of crystal calorimeter for space experiment

空间实验用晶体热量计VLSI读出系统的研制

基本信息

批准号：
17540239
负责人：
KATAYOSE Yusaku
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17540239/
关键词：
cosmic ray read-out system with VLSI crystal scintillator photodiode

项目摘要

A multiple range read-out system was developed with the low consumption electric power in which a multi-photo diode and a VLSI chip were used by this research. [Development of read-out system] A read-out system using multi-photo diode and a front-end circuit including analog ASIC, 16 bit ADC and FPGA was developed to measure the energy deposit with the dynamic range from 1MIP (Minimum Ionization Particle) up to 10^6MIPs in a BGO crystal scintillator. The output signal of 1 MIP was calibrated by cosmic ray muon. The ADC count of light yield of BGO by cosmic ray muons was 10.8fC approximately. The dynamic range of the read-out system was tested with both LED pulser and heavy ions beam in the range from 1MIP to about 2400 MIPs. [Development of VA32_HDR14.2] VA32_HDR14.2 which has positive polarity of the input signal was developed newly to optimize it in the read-out circuit of the photo diode. We adapted 0.35μm-technology, and a radiation resistance and noise performance are improved drastically with this chip. [Radiation-hardness test] The beam test to investigate radiation-hardness of the VLSI chip was done. Helium beam was irradiated in VA32HDR14 (0.8μm-process) and VA32HDR14.2 (0.35μm-process), and a noise level by total-dose effect as well as a change in gain were measured by the test pulse. In spite of hard radiation of 1.6Mrad in case of VA32_HD14 and 74 kRad in case of VA32HDR14.2, there was no serious damage found in both chips.

本研究开发了一种低功耗的多范围读出系统，其中使用了多光电二极管和VLSI芯片。 [读出系统的开发] 开发了一种使用多光电二极管和包括模拟 ASIC、16 位 ADC 和 FPGA 的前端电路的读出系统，用于测量 BGO 晶体闪烁体中动态范围从 1MIP（最小电离粒子）到 10^6MIPs 的能量沉积。 1 MIP 的输出信号通过宇宙射线μ子进行校准。宇宙射线μ子对BGO光产额的ADC计数约为10.8fC。使用 LED 脉冲发生器和重离子束测试读出系统的动态范围，范围为 1MIP 至约 2400 MIP。 [VA32_HDR14.2的开发] 新开发了具有输入信号正极性的VA32_HDR14.2，以优化光电二极管的读出电路。我们采用了0.35μm技术，该芯片的抗辐射性和噪声性能得到了极大的提高。 [辐射硬度测试] 进行了光束测试以研究VLSI芯片的辐射硬度。对VA32HDR14（0.8μm工艺）和VA32HDR14.2（0.35μm工艺）照射氦束，通过测试脉冲测量总剂量效应引起的噪声水平以及增益变化。尽管 VA32_HD14 的硬辐射为 1.6Mrad，VA32HDR14.2 的硬辐射为 74 kRad，但这两款芯片均未发现严重损坏。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Study on Radiation Damage of FEC for Cosmic-ray Observation with CALET

CALET宇宙线观测FEC辐射损伤研究

DOI：
发表时间：
期刊：
Annual Report of the Research Project with Heavy Ions at NIRS-HIMAC (in press)
影响因子：
0
作者：
M.Shibata;Y.Sekiguchi;柴田大;柴田大;田村忠久他;片寄祐作他;Y.Katayose et al.;片寄祐作他;Y.Katayose et al.;片寄祐作他;T.Tamura et al.
通讯作者：
T.Tamura et al.

Development of a read-out system using VLSI for the Total Absorption Calorimeter of CALET

使用 VLSI 开发用于 CALET 总吸收热量计的读出系统

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Symposium on Observation Balloon
影响因子：
0
作者：
M.Shibata;Y.Sekiguchi;柴田大;柴田大;田村忠久他;片寄祐作他;Y.Katayose et al.
通讯作者：
Y.Katayose et al.

宇宙線観測装置CALETのフロントエンド回路の耐放射線性能

宇宙线观测装置CALET前端电路的耐辐射性能

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
平成18年度放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置等共同利用研究報告書 (印刷中)
影响因子：
0
作者：
M.Shibata;Y.Sekiguchi;柴田大;柴田大;田村忠久他
通讯作者：
田村忠久他

Performance of the CALET Calorimeter by Accelerator Beam Tests

通过加速器束测试计算 CALET 量热仪的性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proceedings of 29th International Cosmic Ray Conference(Pune) (印刷中)(6〜7月予定)
影响因子：
0
作者：
M.Shibata;Y.Sekiguchi;柴田大;柴田大;田村忠久他;片寄祐作他;Y.Katayose et al.;片寄祐作他;Y.Katayose et al.
通讯作者：
Y.Katayose et al.

CALET全吸収型カロリメータのVLSI読み出し

CALET 总吸收量热计的 VLSI 读数