超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)裝置（ATLAS）是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的七大探測(cè)器譜儀之一。它利用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC（Large Hadron Collider）空前的高質(zhì)心對(duì)撞能量等優(yōu)越實(shí)驗(yàn)條件,著力于研究希格斯玻色子、β衰變中的CP破壞線(xiàn)索以及Top夸克屬性等未知的物理現(xiàn)象。ATLAS在2012年夏天探測(cè)到的希格斯玻色子（125GeV）無(wú)疑帶給世界一個(gè)振奮人心的好消息。為了進(jìn)一步提高ATLAS研究潛力并滿(mǎn)足更廣泛的物理需求,ATLAS合作組決定提升探測(cè)器的硬件性能,并隨之制定了“ATLAS三期逐步升級(jí)”方案。其中,“一期升級(jí)”要求ATLAS探測(cè)器在更高亮度、更嚴(yán)重的堆積噪聲環(huán)境中仍需保持100kHz觸發(fā)帶寬,這個(gè)挑戰(zhàn)使探測(cè)器的升級(jí)以及新觸發(fā)讀出系統(tǒng)的研制都迫在眉睫。本論文以介紹ATLAS液氬量能器一期升級(jí)的前端電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景為出發(fā)點(diǎn)：首先提出了液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的可行性研究方案；然后介紹了液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)中核心器件的選型以及各器件獨(dú)立測(cè)試模塊的設(shè)計(jì)及評(píng)估（電氣性能和耐輻照性能）；進(jìn)而詳細(xì)說(shuō)明了1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)以及其測(cè)試系統(tǒng)的搭建、測(cè)試結(jié)果的分析；最后簡(jiǎn)要介紹... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 ：粒子物理實(shí)驗(yàn)中的量能器概述
    1.1 粒子物理實(shí)驗(yàn)中量能器的作用
    1.2 粒子物理實(shí)驗(yàn)中量能器類(lèi)型及其電子學(xué)
        1.2.1 粒子物理實(shí)驗(yàn)中量能器類(lèi)型
        1.2.2 粒子物理實(shí)驗(yàn)中量能器的電子學(xué)
    1.3 ATLAS液氬量能器及其電子學(xué)特點(diǎn)
    參考文獻(xiàn)
第2章 ：ATLAS液氬量能器一期升級(jí)的背景
    2.1 LHC及ATLAS液氬量能器升級(jí)的總體規(guī)劃
    2.2 ATLAS液氬量能器一期升級(jí)的物理需求
    2.3 ATLAS液氬量能器一期升級(jí)目的及兼容性
    參考文獻(xiàn)
第3章 ：ATLAS液氬量能器電子學(xué)系統(tǒng)的現(xiàn)狀
    3.1 ATLAS液氬量能器的當(dāng)前粒度分布及信號(hào)特征
        3.1.1 ATLAS液氬量能器當(dāng)前粒度分布
        3.1.2 ATLAS液氬量能器信號(hào)特征
    3.2 ATLAS液氬量能器當(dāng)前的電子學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        3.2.1 當(dāng)前電子學(xué)系統(tǒng)的性能參數(shù)
        3.2.2 液氬量能器當(dāng)前的電子學(xué)系統(tǒng)
            3.2.2.1 前端電子學(xué)系統(tǒng)
            3.2.2.2 后端電子學(xué)系統(tǒng)
        3.2.3 當(dāng)前的觸發(fā)電子學(xué)系統(tǒng)的局限性
        3.2.4 當(dāng)前的觸發(fā)電子學(xué)系統(tǒng)的升級(jí)目標(biāo)
    參考文獻(xiàn)
第4章 ：液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的可行性研究
    4.1 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的背景簡(jiǎn)介
        4.1.1 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的工作背景
        4.1.2 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求
    4.2 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的研制方案
        4.2.1 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的研制重點(diǎn)
        4.2.2 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)的分階研制計(jì)劃
            4.2.2.1 獨(dú)立模塊化驗(yàn)證
            4.2.2.2 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)研制
            4.2.2.3 液氬數(shù)字化觸發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)
            4.2.2.4 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.3 液氬數(shù)字化觸發(fā)系統(tǒng)核心器件評(píng)估
        4.3.1 商用ADC芯片的耐輻照性能測(cè)試
            4.3.1.1 總劑量效應(yīng)測(cè)試
            4.3.1.2 單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)測(cè)試
            4.3.1.3 退火測(cè)試
        4.3.2 Kintex-7 FPGA功能驗(yàn)證
        4.3.3 光纖鏈路驗(yàn)證設(shè)計(jì)
    參考文獻(xiàn)
第5章 ：1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)
        5.1.1 模擬信號(hào)注入模塊
        5.1.2 1/4數(shù)字化觸發(fā)母板
        5.1.3 模擬信號(hào)調(diào)理子模塊
        5.1.4 光纖子卡系列
    5.2 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的版圖設(shè)計(jì)
    5.3 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的測(cè)試
        5.3.1 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的測(cè)試類(lèi)型及目的
        5.3.2 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的測(cè)試方法及原理
            5.3.2.1 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的測(cè)試方法
            5.3.2.2 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的測(cè)試原理
        5.3.3 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的性能測(cè)試(Ⅰ)-4通道
            5.3.3.1 噪聲測(cè)試
            5.3.3.2 非線(xiàn)性測(cè)試
            5.3.3.3 串?dāng)_測(cè)試
        5.3.4 1/4液氬數(shù)字化觸發(fā)原型系統(tǒng)的性能測(cè)試(Ⅱ)-80通道
            5.3.4.1 噪聲測(cè)試
            5.3.4.2 非線(xiàn)性測(cè)試
            5.3.4.3 串?dāng)_測(cè)試
            5.3.4.4 基線(xiàn)測(cè)試
    參考文獻(xiàn)
第6章 ：液氬數(shù)字化觸發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)研究
    6.1 液氬數(shù)字化觸發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        6.1.1 全尺寸數(shù)字化觸發(fā)母板
        6.1.2 模擬信號(hào)調(diào)理子模塊
        6.1.3 光纖子卡系列
        6.1.4 LTDB機(jī)械驗(yàn)證模塊
    6.2 液氬數(shù)字化觸發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果展示
    參考文獻(xiàn)
第7章 ：總結(jié)和展望
    7.1 總結(jié)和展望
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙讀出量能器用閃爍晶體研究進(jìn)展[J]. 肖學(xué)峰,徐家躍,向衛(wèi)東.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]水基契倫科夫量能器單元的蒙特卡羅模擬[J]. 陳明君,張峰,王貽芳.  高能物理與核物理. 2003(11)
[3]用APD和鎢酸鉛構(gòu)造新型電磁量能器的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展[J]. 陳端保,呂雨生,何景棠,朱國(guó)義,李祖豪,董曉黎.  核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2000(01)
[4]雙極運(yùn)算放大器的輻射效應(yīng)和退火特性[J]. 陸嫵,任迪遠(yuǎn),郭旗,余學(xué)鋒,范隆,張國(guó)強(qiáng),嚴(yán)榮良.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 1998(05)

博士論文
[1]基于開(kāi)關(guān)電容矩陣的波形數(shù)字化技術(shù)研究[D]. 王進(jìn)紅.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]北京譜儀（BESIII）飛行時(shí)間讀出電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郭建華.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3258335