一种高密度、高计数率、高时间分辨MRPC探测器读出ASIC的研制

批准号:
10975089
项目类别:
面上项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
邓智
依托单位:
学科分类:
A2804.粒子探测技术
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘以农、李衍存、祁迹、罗杰
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中文摘要
德国CBM和美国STAR等重离子加速器实验对MRPC-TOF探测器的计数率要求高达20kHz/cm2。这不仅对探测器的设计提出了挑战,同时这些探测器必须采用二维阵列电极读出,使得读出电子学的密度和通道数大大增加,高密度低功耗的高速放大器设计成为很关键的问题。本项目将从探测器需求分析出发,研究高密度、高计数率和高时间分辨前端专用集成芯片设计过程中的若干问题,包括探测器信号对电路参数的影响、高计数率读出电路结构以及新型低功耗全电流模式放大器设计等,从而掌握高计数率MRPC探测器读出芯片的关键设计技术。开发出具有自主知识产权的多通道前端放大-甄别芯片,时间分辨率好于80ps,单通道功耗不超过50mW,为将来CBM和STAR等国际合作,以及高计数率MRPC探测器的进一步发展和大规模应用打下基础。
英文摘要
本项目按照计划书的要求开展了用于高计数率MRPC(多气隙阻性板室)探测器读出的前端专用集成电路的研究,主要完成了:1)MRPC探测器及信号电路模型的建立;2)基于电流模式的甄别器时间晃动的分析与验证;3)四通道CAD(电流放大和甄别器)芯片的研制。该芯片对于超过阈值25微安以上的信号,时间分辨达到约10ps(均方根值),功耗不超过10mW/通道,达到项目预期目标。通过本项目的研究,掌握了高速、低功耗CMOS电流型放大器以及电流模式甄别器等关键设计技术;所研制的CAD芯片用于MRPC探测器读出,在国内尚属于首款,为国内MRPC探测器技术的发展与应用,包括德国CBM、JLAB、兰州重离子加速器外靶升级等国内外相关实验装置以及飞行时间PET、缪子成像等,打下了坚实的电子学技术基础。
期刊论文列表
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专利列表
Development of an Eight-Channel Time-Based Readout ASIC for PET Applications.
开发用于 PET 应用的八通道基于时间的读出 ASIC
DOI:10.1109/tns.2011.2165557
发表时间:2011-12
期刊:IEEE transactions on nuclear science
影响因子:1.8
作者:Deng Z;Lan AK;Sun X;Bircher C;Liu Y;Shao Y
通讯作者:Shao Y
大动态范围、高带宽低温高纯锗探测器CMOS前端ASIC关键技术研究
- 批准号:11975140
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:邓智
- 依托单位:
低温辐射探测器CMOS集成前端电路设计研究
- 批准号:11375100
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:96.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:邓智
- 依托单位:
国内基金
海外基金
