LHAASO WCDA中基于电流型TOT技术前端读出ASIC设计.docx

中国科学技术大学博士学位论文 中国科学技术大学 博士学位论文 LHAASO WCDA中基于电流型 TOT技术的前端读出ASIC设计 作者姓名： 邬维浩 学科专业： 物理电子学 导师姓名： 安琪教授，赵雷副教授 完成时间： 二。一五年五月 万方数据 University University of Science and Technology of China A dis sertation for doctor’S degree Desig n of the front·-end readout ASIC fOr WCDA i n LHAAS0 based on current mode TOT technique Author’S Name： 阮ihao胁 Speciality： Physical Electronics Supervisor： Professor Qi An， Associate Professor Lei Zhao Finished time： May,2015 万方数据 中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写 过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确 的说明。 作者签名：聋鲢 签字日期：垒鉴!鱼堕—一 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥 有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学 位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 必威体育官网网址的学位论文在解密后也遵守此规定。 可公开 口必威体育官网网址(——年) 作者签名： 选 翩签名：耋绫 签字日期： 牟掰 丝蝴 签字日期： 扫恹珠啄 万方数据 目录目录 目录 目录 }了录 ．I 摘要 ．I ABSTRACT ‘ ．．III 第1章引言 l 1．1大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO) 1 1．1．1宇宙射线和高能伽玛射线简介 ．．． 1 1．1．2 LHAASO实验物理目标 ．2 1．1．3 LHAASO实验探测器结构及特点 ．3 1．2 LHAASO水契伦科夫探测器(WCDA) 5 1．2．1 WCDA物理研究背景 ．5 1．2．2 WCDA探测器结构及原理 ．6 1．2．3 WCDA光电倍增管特性 ： ．．7 1．3 LHAASO WCDA读出电子学 7 1．3．1 WCDA读出电子学技术难点 ．7 1．3．2 WCDA读出电子学结构及特点 ．．8 1．3．3 WCDA前端读出ASIC设计 10 1．4本章小结 l 1 参考文献 ．．11 第2章物理实验中时间和电荷测量方法 13 2．1物理实验中时间测量方法 13 2．1．1时间检出方法 ．13 2．1．1-1前沿定时 ．14 2．1．1．2恒比定时 ．15 2，1．1．3幅度和上升时间补偿定时 ．17 2．1．2时间数字化方法 17 2．1．2．1基于FPGA实现的TDC 17 2．1．2．2高精度时间数字变换ASIC ．．18 2．2物理实验中电荷测量方法 19 2．2．1成形寻峰 20 2．2．2波形数字化 21 2．2．3过阈时间法 22 万方数据 目录2．3模拟ASIC信号处理的两种方法：电压模和电流模 目录 2．3模拟ASIC信号处理的两种方法：电压模和电流模 24 2．4应用于物理实验的时间和电荷测量ASIC调研 25 2．4．1 P√6埘SROC 25 2．4．1．1 PARISROC电路结构及特点 ．26 2．4．1．2 PA尉SROC版图设计和输入信号特点 ．28 2．4．1_3 PAⅪSROC测试性能 ．．28 2．4．2 SPIROC ．．：；l 2．4．2．1 SPIROC电路结构及特点 3 l 2．4．2．2 SPIROC工作模式和版图设计 33 2．4．2．3 SPIRoC测试性能 34 2．4-3 SCOTT 36 2．4．3．1 SCOTT技术路线和电路结构 36 2．4．3．2 SCOTT测试性能 37 2．4．4 CLCl01 ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．．：；8 2．4．4．1 CLCl01输入信号特点 39 2．4．4．2 CLCl01电路结构及原理 39 2．4．4．3 CLCl01测试性能 ．．