【摘要】：北京譜儀III是改進后的北京正負電子對撞機(BEPCII)上的大型探測器,由于其內(nèi)徑跡室部分目前老化情況比較嚴重,需要預(yù)研下一代內(nèi)徑跡室的技術(shù)方案。為此,高能物理研究所實驗物理中心探測器、電子學(xué)、數(shù)據(jù)獲取和物理軟件組人員聯(lián)合山東大學(xué)在2012年申請了國家自然科學(xué)基金大科學(xué)裝置聯(lián)合基金,獲準開展“北京譜儀Ⅲ主漂移室內(nèi)室改進的MAPS探測技術(shù)研究”,其中電子學(xué)系統(tǒng)的研究是該項目的子課題。電子學(xué)系統(tǒng)根據(jù)MAPS(Monolithic Active Pixel Sensor,簡稱MAPS)項目需求,需要實現(xiàn)1/10內(nèi)室模型的研制。考慮探測器芯片的信號特征以及項目數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?需設(shè)計芯片的數(shù)據(jù)讀出、處理相關(guān)電路以及編寫相關(guān)FPGA固件程序并進行測試。電子學(xué)系統(tǒng)包括兩級電路。第一級為Ladder級,該級電路將10個探測器芯片作為一個單元模塊,在軟板進行打線并將信號引出,傳輸至后端電路;第二級為前端控制板,該級電路作為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理的主要部分,需要負責DAQ、探測器與電子學(xué)的互相通信。包括配置信息的加載,控制信號的實現(xiàn),Ladder采樣數(shù)據(jù)的傳輸與處理。同時電源供電電路針對信號的特點對所有模塊供電并進行監(jiān)測。程序控制實現(xiàn)的主要功能是電子學(xué)系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)的傳輸處理。其中包括JTAG(Joint Test Action Group;聯(lián)合測試工作組)協(xié)議對芯片配置信息的加載,數(shù)據(jù)的處理,TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的編寫。設(shè)計中靈活利用FPGA中的豐富邏輯資源進行數(shù)據(jù)的處理與通信協(xié)議的設(shè)計,程序中每一級均設(shè)置了緩存機制,對數(shù)據(jù)進行緩沖處理,保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。針對設(shè)計的功能,通過程序仿真,電腦模擬等方法驗證其功能。聯(lián)合DAQ及探測器組測試并取數(shù),測試系統(tǒng)整體功能,并對取數(shù)結(jié)果分析驗證系統(tǒng)功能。
[Abstract]:The Beijing Spectrometer (III) is a large detector on the (BEPCII) of the improved Beijing Electron Positron Collider (BCEC). Due to the serious aging of the inner track chamber, it is necessary to pre-study the technical scheme of the next generation inner track chamber. To this end, in 2012, Shandong University applied for the National Natural Science Foundation of the National Science Foundation of China to the National Natural Science Foundation of China for a joint fund for large scientific devices, in the laboratory physics center of the Institute of High Energy Physics. The research on the improved MAPS detection technology in the main drift chamber of Beijing Spectrometer 鈪，

本文編號：2193564