MIMOSA 28 MAPS探測(cè)器讀出系統(tǒng)研制
發(fā)布時(shí)間：2021-02-23 23:03
單片式有源像素傳感器（Monolithic Active Pixel Sensor,MAPS）是目前發(fā)展最好的單片式像素傳感器之一,具有極高的位置分辨和計(jì)數(shù)率能力,在高能物理實(shí)驗(yàn)和天體物理領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景,針對(duì)該系列探測(cè)器研發(fā)出合適的讀出系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用的關(guān)鍵一步。MIMOSA28芯片基于CMOS超大規(guī)模集成電路工藝制作,設(shè)計(jì)時(shí)使用了一種新型的硅探測(cè)器技術(shù),在同一襯底上集成探測(cè)器元件和處理電子器件。基于該芯片,本論文提出了一套針對(duì)MAPS系列探測(cè)器的低成本、高速、可拓展的讀出系統(tǒng)方案,并研制了讀出系統(tǒng)的硬件電路,設(shè)計(jì)了固件程序,開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。讀出系統(tǒng)的硬件部分主要分為三部分:VCBOARD采集板、LUBOARD保護(hù)板和HPDAQmini主控板。VCBOARD采集板搭載MIMOSA28芯片,完成帶電粒子的探測(cè),數(shù)據(jù)采集,并將采集到的信息通過(guò)讀出通道傳輸給后端HPDAQmini主控板;LUBOARD保護(hù)板有多種AD芯片,負(fù)責(zé)監(jiān)控VCBOARD采集板的電流電壓,同時(shí)...
【文章來(lái)源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＶＭＥ機(jī)箱實(shí)物圖??ｔｔｔｔｌ一
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機(jī)箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和大中規(guī)模的多參數(shù)實(shí)驗(yàn)需求，因此在核物理實(shí)驗(yàn)中得到??了廣泛的應(yīng)用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴(kuò)展）是美國(guó)國(guó)??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)［１９］。它將臺(tái)式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進(jìn)行結(jié)合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項(xiàng)組件：機(jī)箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設(shè)模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號(hào)主要包括１００ＭＨｚ參考時(shí)鐘、局部總線（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和觸發(fā)總線（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。數(shù)據(jù)總線寬度為３２位，工作頻率為３３ＭＨｚ，數(shù)據(jù)傳輸速率為１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ機(jī)箱實(shí)物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機(jī)箱和板卡實(shí)物圖??近年來(lái)，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開(kāi)發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、??多通道的特點(diǎn)，能夠滿足不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機(jī)箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和大中規(guī)模的多參數(shù)實(shí)驗(yàn)需求，因此在核物理實(shí)驗(yàn)中得到??了廣泛的應(yīng)用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴(kuò)展）是美國(guó)國(guó)??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)［１９］。它將臺(tái)式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進(jìn)行結(jié)合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項(xiàng)組件：機(jī)箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設(shè)模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號(hào)主要包括１００ＭＨｚ參考時(shí)鐘、局部總線（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和觸發(fā)總線（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。數(shù)據(jù)總線寬度為３２位，工作頻率為３３ＭＨｚ，數(shù)據(jù)傳輸速率為１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ機(jī)箱實(shí)物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機(jī)箱和板卡實(shí)物圖??近年來(lái)，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開(kāi)發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、??多通道的特點(diǎn)，能夠滿足不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
本文編號(hào)：3048383
【文章來(lái)源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＶＭＥ機(jī)箱實(shí)物圖??ｔｔｔｔｌ一
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機(jī)箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和大中規(guī)模的多參數(shù)實(shí)驗(yàn)需求，因此在核物理實(shí)驗(yàn)中得到??了廣泛的應(yīng)用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴(kuò)展）是美國(guó)國(guó)??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)［１９］。它將臺(tái)式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進(jìn)行結(jié)合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項(xiàng)組件：機(jī)箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設(shè)模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號(hào)主要包括１００ＭＨｚ參考時(shí)鐘、局部總線（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和觸發(fā)總線（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。數(shù)據(jù)總線寬度為３２位，工作頻率為３３ＭＨｚ，數(shù)據(jù)傳輸速率為１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ機(jī)箱實(shí)物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機(jī)箱和板卡實(shí)物圖??近年來(lái)，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開(kāi)發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、??多通道的特點(diǎn)，能夠滿足不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機(jī)箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和大中規(guī)模的多參數(shù)實(shí)驗(yàn)需求，因此在核物理實(shí)驗(yàn)中得到??了廣泛的應(yīng)用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機(jī)箱實(shí)物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴(kuò)展）是美國(guó)國(guó)??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)［１９］。它將臺(tái)式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進(jìn)行結(jié)合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項(xiàng)組件：機(jī)箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設(shè)模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號(hào)主要包括１００ＭＨｚ參考時(shí)鐘、局部總線（Ｌｏｃａｌ?Ｂｕｓ）和觸發(fā)總線（Ｔｒｉｇｇｅｒ??Ｂｕｓ）。數(shù)據(jù)總線寬度為３２位，工作頻率為３３ＭＨｚ，數(shù)據(jù)傳輸速率為１３２ＭＢ／ｓ［２Ｑ］。??ＰＸＩ機(jī)箱實(shí)物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機(jī)箱和板卡實(shí)物圖??近年來(lái)，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開(kāi)發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、??多通道的特點(diǎn)，能夠滿足不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
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