【摘要】：在核物理與粒子物理實驗中,時間是重要的物理量之一,時間信息的測量也是核電子學(xué)測量當(dāng)中最重要的測量之一。入射粒子在穿過探測器時,損失能量,與探測器中的物質(zhì)發(fā)生電離、激發(fā)、光電轉(zhuǎn)換、核反應(yīng)等,產(chǎn)生帶電離子對,并在電場的作用下,漂移到收集極,產(chǎn)生的信號最后由前端電子學(xué)處理。能譜分析系統(tǒng)和時間分析系統(tǒng)容易通過電荷測量與時間測量,可以分析得到入射粒子的電荷量、數(shù)量、種類、質(zhì)量、動量等信息,從而為分析粒子特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、甄別提供實驗依據(jù)。其中高精確性時間測量對于獲取所需的物理信息及正確反映物質(zhì)運動的規(guī)律具有十分重要的作用。通過時間測量,可以用來獲取粒子的信息。常用的氣體探測器廣泛應(yīng)用于高能物理、核物理、醫(yī)學(xué)物理等多種探測領(lǐng)域,常用來測量粒子的徑跡與能量損失。采用基于TOT技術(shù)的ASIC芯片SFE16,輸入信號經(jīng)過SFE16的電荷靈敏前置放大、極零相消電路、濾波成形電路、放大甄別輸出一個具有一定寬度的脈沖電平信號,使用高時間分辨、高精度的TDC電子學(xué)對輸出信號進行時間測量。利用時間間隔的測量完成對電荷的測量及時間的測量,這樣簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),便于維護維修。在系統(tǒng)設(shè)計過程中,分析各種時間測量技術(shù)的優(yōu)缺點,選擇了低成本、電路結(jié)構(gòu)簡單、通用性強的TDC芯片完成32通道的電荷及飛行時間測量,完成了時間精度好于55ps,非線性好于1LSB的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊電路。測量電路具有較高的電子學(xué)性能,低成本,通用性強,便攜式,具有大的測量量程,模塊電路適用于多種氣體探測器上。文章最后,對基于FPGA的TDC進行了初步的設(shè)計與測試。采用FPGA設(shè)計的TDC具有高時間分辨,可根據(jù)需求設(shè)計多通道數(shù),成本低等優(yōu)點,通過多邊沿采樣的方法可以提高時間精度。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(近代物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TL82

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃玉峰;;正確選擇和安裝氣體探測器[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2009年07期

2 毛星;;小型氣體探測器[J];消防科學(xué)與技術(shù);2010年09期

3 ;適用氣體探測器的原理和選擇[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2004年09期

4 田宏;馬秀山;閆雅君;;高性價比的氣體探測器[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2010年09期

5 魯彥霞;趙修良;張泊麗;劉麗艷;;基于印刷線路板技術(shù)的復(fù)合氣體探測器[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2013年04期

6 來永芳,郭勇,李金,李元景;方興未艾的微單元結(jié)構(gòu)氣體探測器[J];核技術(shù);2003年05期

7 許長補，許彤，許咨宗;氣體探測器雪崩過程的研究[J];高能物理與核物理;1995年02期

8 朱永生;Mark-J氣體系統(tǒng)[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);1990年01期

9 朱俊杰;章世玲;劉海濤;陳羽;;位置靈敏微條氣體室[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);1997年01期

10 李金,姜春華;微陰極條感應(yīng)室[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2002年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 譚繼廉;靳根明;張金霞;鄔恩九;王素芳;宋明濤;張純;鄭紀文;李祖玉;賀志勇;段利敏;鳳瑩;;用于中能重離子物理實驗的組合式氣體探測器[A];第8屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（一）[C];1996年

2 陳昌;馬基茂;;氣體探測器發(fā)展的幾個方面[A];第十屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

3 譚繼廉;張金霞;吳伯冰;李惠林;靳根明;;用于重離子的復(fù)合氣體探測器[A];第7屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（一）[C];1994年

4 管亮;郭軍軍;汪曉蓮;許咨宗;;微網(wǎng)格氣體探測器電子透過率與離子反饋的模擬研究[A];第十五屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

5 鄧智;劉以農(nóng);;帶增益的氣體放大器讀出ASIC設(shè)計[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

6 鄧智;劉以農(nóng);;帶增益的氣體放大器讀出ASIC設(shè)計[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（1）[C];2008年

7 章紅宇;朱科軍;朱海濤;;多通道氣體探測器數(shù)據(jù)獲取軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2008年

8 章紅宇;朱科軍;朱海濤;;多通道氣體探測器數(shù)據(jù)獲取軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（2）[C];2008年

9 李奇特;葉沿林;;玻璃RPC位置分辨率研究[A];第十四屆全國核物理大會暨第十屆會員代表大會論文集[C];2010年

10 董靜;陳元柏;劉倩;歐陽群;謝一岡;謝萬;;GEM氣體探測器實驗研究[A];第十三屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 通訊員 朱麗娟　記者 邢宇皓;新型氣體探測器核心部件研發(fā)成功[N];光明日報;2011年

2 通訊員 朱麗娟　記者 付毅飛;航天科工成功試制新型氣體探測器多孔膜板[N];科技日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 穆青;石化企業(yè)氣體探測器設(shè)置確定性研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 來永芳;MGWC與MRPC兩種新型氣體探測器研制及性能研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 李良輝;基于TDC的氣體探測器電子學(xué)讀出設(shè)計[D];中國科學(xué)院研究生院(近代物理研究所);2016年

2 王漢彬;氣體探測器計量檢定標準裝置的研制[D];成都理工大學(xué);2011年

3 崔乃超;便攜式礦用多參數(shù)氣體探測器設(shè)計[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

4 唐浩輝;Micromegas的研制與性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

5 郭如健;具有自校準功能的LNG氣體探測器研制[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

6 周峰;用于PHENIX實驗的RPC氣體探測器的研究[D];蘭州大學(xué);2008年

，

本文編號：2690468