Development of a VLSI-read-out system of crystal calorimeter for space experiment
Development of a VLSI-read-out system of crystal calorimeter for space experiment
批准号:
17540239
负责人:
KATAYOSE Yusaku
金额:
$2.24万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2005 至 2006
中文摘要
本研究利用多光电二极管与超大型积体电路芯片,研制出一种低功耗的多量程读出系统。【读出系统的开发】为了测量BGO晶体闪烁体中的能量存款,开发了一种使用多个光电二极管和前端电路(包括模拟ASIC、16位ADC和FPGA)的读出系统,其动态范围为1 MIP(最小电离粒子)至10^6 MIP。1 MIP的输出信号用宇宙线μ子进行了刻度。宇宙线μ子对BGO光产额的ADC计数约为10.8fC。在1 MIP ~ 2400 MIP的范围内,用LED脉冲发生器和重离子束对读出系统的动态范围进行了测试。【VA32_HDR14.2的开发】新开发了输入信号为正极性的VA32_HDR14.2,以优化光电二极管的读出电路。我们采用了0.35μ m工艺,该芯片的抗辐射性和噪声性能得到了显著改善。[抗辐射性试验]进行用于调查VLSI芯片的抗辐射性的光束试验。在VA 32 HDR 14(0.8μ m工艺)和VA32HDR14.2(0.35μ m工艺)中照射氦束,并且通过测试脉冲测量由总剂量效应引起的噪声水平以及增益的变化。尽管VA32_HD14和VA32HDR14.2的硬辐射分别为1.6Mrad和74 kRad,但两种芯片均未发现严重损坏。
英文摘要
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.
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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:
--
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:
--
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:
--
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:
--
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
DOI:
--
发表时间:
2006
期刊:
平成18年 大気球シンポジウム
影响因子:
--
作者:
[M.Shibata, Y.Sekiguchi, 柴田 大, 柴田 大, 田村 忠久 他, 片寄 祐作 他]
通讯作者:
片寄 祐作 他
共 6 条
Study for observation method of ultra-high energy cosmic ray using acoustic wave of air-shower particles
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批准号:26610063
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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资助金额:$2.41万
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财政年份:2014
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负责人:KATAYOSE Yusaku
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依托单位:
Empirical Research Concerning a Wide Dynamic Range Read-Out System for a Calorimeter for a Space Experiment
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批准号:21540297
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.66万
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财政年份:2009
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负责人:KATAYOSE Yusaku
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依托单位: