PMT 读出ASIC研究进展 严雄波 yanxb@ihep.ac.cn 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会.

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PMT 读出ASIC研究进展 严雄波 yanxb@ihep.ac.cn 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

LHAASO-WFCTA 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

ARCHGARD_V1测试结果 1pe 300p.e.(RC=50ns) 2-350pe( 3%) 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

ARCHGARD_V2 16通道 量程: 峰保:触发延迟控制 触发信号: 刻度: 16 trig/ 1 analog Auto select HG or LG 峰保:触发延迟控制 触发信号: Internal Discri external 刻度: 单通道或多通道 16 trig/ 1 analog 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

ARCHGARD_V2测试框架 读SRAM读出控制字并组织成534 bits 控制字依次串行输出至芯片SRIN端 Trigger Waiting Mux control A/D Convert Data Storing Trigger Reset 写SRAM将芯片SROUT端输出的控制字组织成字符串并写入SRAM作为校对 读SRAM读出控制字并组织成534 bits 控制字依次串行输出至芯片SRIN端 将267 bits控制字写入SRAM 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

V2测试结果 动态范围:500pC(3000pe) 线性:INL:4%,DNL(相对偏差):30% HG:17-377pe,LG:424-3000pe (PMT=106) 受开发板噪声影响,小于17pe的信号及377-424pe未测量 INL:4% DNL:30% 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

噪声:120fC 模拟串行输出速度:300k 串扰:5% 高低量程自动切换 快、慢成形受触发信号串扰 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

PARISROC2 BiCMOS 16通道 双量程 Ping-pong模式 峰值保持 ADC TDC 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

PARISROC2 测试 动态范围:160fC-200pC 线性 事例率 输入波形影响 增益切换点线性差 1%,20% 高低量程切换 8通道:17kHz 16通道:8kHz 输入波形影响 增益切换点线性差 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

PARISROC2 与 NIM比较 相同条件(CR303,HV-1250V,LED,SPE) 测试结果形状相似,PARISROC2的pedestal分布稍大,Noise稍大 大信号多,来源不明 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

PARISROC2 可行性结论 动态范围满足 时间分辨满足 能量分辨:ADC位数决定 线性:不能满足定义 事例率:受ADC和读出时钟影响,在减少通道数和ADC位数的情况下可以满足 设计缺陷 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

测量误差 噪声 耦合:时钟,触发信号 工艺偏差:电阻、电容 PMT信号形状影响 前后沿 脉宽 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

不同脉宽信号的响应 Vp vs. tw; Tp vs. tw 上升、下降5ns,tw:0-100ns 100ns成形 面积线性变化 tr tw tf 慢成形输出波形(输入波形宽度tw=0-100ns) 慢成形峰值,达峰时间与脉宽关系 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会 13

脉宽tw引起的寻峰误差 分别在最小、中间、最大输入脉宽 信号峰值处作为寻峰时刻 55% 18% 100% 最大脉宽信号达峰处 最小脉宽信号达峰处 100% 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

线性 输入二极管嵌位电压:-0.6V 放大器增益误差:1/(1+AF) 峰值测量误差 线性拟合方式/线性定义 不同形状信号峰值不同 峰值保持时刻 线性拟合方式/线性定义 INL:小信号占便宜 DNL:小信号吃亏 分权重拟合 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会

谢谢! 2/5/2013 核探测与核电子学国家重点实验室2013年会