MIMOSA 28 MAPS探測器讀出系統(tǒng)研制
發(fā)布時間：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數(shù)率能力,在高能物理實驗和天體物理領域擁有廣泛的應用前景,針對該系列探測器研發(fā)出合適的讀出系統(tǒng),是實現(xiàn)這些應用的關鍵一步。MIMOSA28芯片基于CMOS超大規(guī)模集成電路工藝制作,設計時使用了一種新型的硅探測器技術,在同一襯底上集成探測器元件和處理電子器件�；谠撔酒�,本論文提出了一套針對MAPS系列探測器的低成本、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,設計了固件程序,開發(fā)了相應的軟件系統(tǒng)。讀出系統(tǒng)的硬件部分主要分為三部分:VCBOARD采集板、LUBOARD保護板和HPDAQmini主控板。VCBOARD采集板搭載MIMOSA28芯片,完成帶電粒子的探測,數(shù)據(jù)采集,并將采集到的信息通過讀出通道傳輸給后端HPDAQmini主控板;LUBOARD保護板有多種AD芯片,負責監(jiān)控VCBOARD采集板的電流電壓,同時...
【文章來源】：華中師范大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＶＭＥ機箱實物圖??ｔｔｔｔｌ一
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實驗和大中規(guī)模的多參數(shù)實驗需求，因此在核物理實驗中得到??了廣泛的應用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機箱實物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機箱實物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴展）是美國國??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測量和自動化平臺［１９］。它將臺式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進行結合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項組件：機箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號主要包括１００ＭＨｚ參考時鐘、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機箱實物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機箱和板卡實物圖??近年來，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴展、??多通道的特點，能夠滿足不同實驗場景下的讀出需求。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)可以用于多機箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實驗和大中規(guī)模的多參數(shù)實驗需求，因此在核物理實驗中得到??了廣泛的應用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機箱實物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機箱實物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴展）是美國國??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測量和自動化平臺［１９］。它將臺式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進行結合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項組件：機箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號主要包括１００ＭＨｚ參考時鐘、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機箱實物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機箱和板卡實物圖??近年來，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴展、??多通道的特點，能夠滿足不同實驗場景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
本文編號：3048383
【文章來源】：華中師范大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
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【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＶＭＥ機箱實物圖??ｔｔｔｔｌ一
數(shù)據(jù)周期為ｌｕｓ，數(shù)據(jù)率為２４ＭＷｓ。ＣＡＭＡＣ系統(tǒng)可以用于多機箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實驗和大中規(guī)模的多參數(shù)實驗需求，因此在核物理實驗中得到??了廣泛的應用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機箱實物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機箱實物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴展）是美國國??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測量和自動化平臺［１９］。它將臺式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進行結合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項組件：機箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號主要包括１００ＭＨｚ參考時鐘、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機箱實物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機箱和板卡實物圖??近年來，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴展、??多通道的特點，能夠滿足不同實驗場景下的讀出需求。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)可以用于多機箱和多插件工作，??能夠滿足小規(guī)模的實驗和大中規(guī)模的多參數(shù)實驗需求，因此在核物理實驗中得到??了廣泛的應用ｔｌｓ］。ＣＡＭＡＣ機箱實物圖如下圖１．２所示：??一，｜??Ｉ?．?．??圖１．２?ＣＡＭＡＣ機箱實物圖??ＰＸＩ?（ＰＣＩ?ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，面向儀器系統(tǒng)的?ＰＣＩ?擴展）是美國國??家儀器公司１９９７年推出的基于ＰＣ的測量和自動化平臺［１９］。它將臺式ＰＣ與ＰＣＩ??總線進行結合，ＰＸＩ系統(tǒng)主要包含一下幾項組件：機箱、ＰＸＩ背板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）、??系統(tǒng)控制器（Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ）和外設模塊（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ?ｍｏｄｕｌｅｓ）。ＰＸＩ??的信號主要包括１００ＭＨｚ參考時鐘、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機箱實物圖如圖１．３所示。??ＰＸＩ??ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??Ｉ?麗??ＰＸＩ／ＰＸＩ?Ｅｘｐｒｅｓｓ??圖１．３?ＰＸＩ機箱和板卡實物圖??近年來，讀出系統(tǒng)正在向小型化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。其中典型的有ＣＥＲＮ??開發(fā)的ＳＲＳ?（Ｓｃａｌａｂｌｅ?Ｒｅａｄｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ）讀出電子學系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可擴展、??多通道的特點，能夠滿足不同實驗場景下的讀出需求。其將前端ＤＡＱ單元分成?
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