基于 APV25芯片的 GEM 探测器读出电子学系统的测试与改进-论文.pdf

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1、第48卷第6期原子能科学技术Vo1．48，NO．62014年6月AtomicEnergyScienceandTechnologyJun．2014基于APV25芯片的GEM探测器读出电子学系统的测试与改进胡守扬，蹇司玉，周静，单超，李兴隆，李霞，周意。，李笑梅(1．中国原子能科学研究院核数据重点实验室，北京1024132．中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室，安徽合肥230026)摘要：气体电子倍增器(GEM)是目前最具发展前景的位置灵敏气体探测器。其新一代读出电子学系统包括APV25前端卡、多用途数字转换器(MPD)、VME控制器及基于Linux的采集软件DAQ。本工作完成了读出

2、系统的调试，获得了系统在40MHz和2OMHz工作频率下的理想数据。在长时间测试中，系统运行稳定通过对软件配置的优化和对硬件的改进，降低了噪声水平，提高了信噪比。关键词：GEM探测器；APV25前端卡；多用途数字转换器；工作频率中图分类号：0572．21文献标志码：A文章编号：1000-6931(2014)06—1143—04doi：10．7538／yzk．2014．48．06．1143TestandImprovementofReadoutSystemBasedonAPV25ChipforGEMDetectorHUShou—yang，JIANSi—yu，ZHOUJing，SHANChao，

3、LIXing—long，LIXia，ZHOUYi，LIXiao—mei，(1．ScienceandTechnologyonNuclearDataLaboratory，ChinaInstituteofAtomicEnergy，Beijing102413，China；2．StateKeyLaboratoryofParticleDetectionandElectronics，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China)Abstract：Gaselectronmultiplier(GEM)isthemostpromisingp

4、ositionsensitivegasdetector．ThenewgenerationofreadoutelectronicssystemincludesAPV25front—endcard，multi—purposedigitizer(MPD)，VMEcontrollerandLinux-basedacquisitionsoftwareDAQ．Theconstructionandpreliminarytestofthisreadoutsystemwerefinished，andtheidealdatawiththesystemworkingfrequencyof40MHzand20MH

5、zwereobtained．Thelongtimerunningtestshowsthatthesystemhasaverygoodtime—stableability．Throughoptimizingthesoftwareconfigurationandimprovinghardwarequality，thenoiselevelwasreduced，andthesignalnoiseratiowasimproved．Keywords：GEMdetector；APV25front—endcard；multi—purposedigitizer；workingfrequency收稿日期：20

6、14—03—1I；修回日期：2014—03—27基金项目：国家自然科学基金资助项目(11175262)；核探测与核电子学国家重点实验室开放课题基金资助项目；973计划资助项目(2013CB837800)；中国科学院先导专项江门中微子实验和中国原子能科学研究院院长基金联合资助项目作者简介：胡守扬(1977一)，男，四川三台人，副研究员，硕士研究生，粒子物理与原子核物理专业*通信作者：李笑梅，E-mail：lixm．ciae@gmail．corn1144原子能科学技术第48卷气体电子倍增器(GEM)_】是近几年由欧APV25芯片采用深亚微米CMOS工艺，洲核子研究中心(CERN)发展起来的一种

7、新型因为其固有的优势，是第1个应用在高能物理的高性能气体探测器，具有优异的位置分辨(百领域的核心集成电路。APV25除包含模拟电微米量级)和良好的耐辐照、耐磁场性能等。目路外还包含数字电路，每个在CMOS设备中的前GEM已成为新一代微结构气体探测器的主逻辑门L2]包含1对N型和P型晶体管，在任何要发展方向，近年来在国际上得到迅速发展。时刻，只有其中1个是导通的，仅在逻辑门处于在高能物理与核物理领域GEM有多方面的应数字逻