粒子物理实验中的波形数字化技术 安琪 中国科学院“核探测技术与核电子学”重点实验室 中国科学技术大学近代物理系 2010年8月15日 中国科学技术大 快电子学实验室 University of Sci& Tech of China Fast Electronics lab
快电子学实验室 Fast Electronics Lab 中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China 粒子物理实验中的波形数字化技术 2010年 8月15日 中国科学技术大学 近代物理系 安 琪 中国科学院“核探测技术与核电子学”重点实验室
报告内容 ■粒子物理实验对波形数字化技术的需求 ■ Flash adc技术 ■ Time Interleaved adc技术 ■开关电容阵列(ScA+ADc)技术 ■结束语 中国科学技术大 快电子学实验室 University of Sci& Tech of China Fast Electronics lab
快电子学实验室 Fast Electronics Lab 中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China 报告内容 粒子物理实验对波形数字化技术的需求 Flash ADC技术 Time Interleaved ADC技术 开关电容阵列（SCA＋ADC）技术 结束语
■粒子物理实验对波形数字化技术的需求 FaSn ADCiv terleayec dc 开关电客阵列(sCA+C 中国科学技术大 快电子学实验室 University of Sci& Tech of China Fast Electronics lab
快电子学实验室 Fast Electronics Lab 中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China 粒子物理实验对波形数字化技术的需求 Flash ADC技术 Time Interleaved ADC技术 开关电容阵列（SCA＋ADC）技术 结束语
粒子物理实验对波形数字化技术的需求 与粒子物理实验探测器输出脉冲信号的波形蕴含着所 测粒子的最全面、详细的物理信息准确信息; 能量信息: 信号的波形面积代表着粒子在探测器中沉积的能量,精 确测量波形面积可以获取粒子的能量信息; 时间信息: 信号波形的前沿则携带着粒子击中探测器的时间信息, 获取波形的前沿形状,可以很方便地外推出出粒子击中 探测器的精确时刻 中国科学技术大 快电子学实验室 University of Sci& Tech of China Fast Electronics lab
快电子学实验室 Fast Electronics Lab 中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China 粒子物理实验对波形数字化技术的需求 • 核与粒子物理实验探测器输出脉冲信号的波形蕴含着所 探测粒子的最全面、详细的物理信息准确信息； • 能量信息： 信号的波形面积代表着粒子在探测器中沉积的能量，精 确测量波形面积可以获取粒子的能量信息； • 时间信息： 信号波形的前沿则携带着粒子击中探测器的时间信息， 获取波形的前沿形状，可以很方便地外推出出粒子击中 探测器的精确时刻；
波形数字化( Waveform Digitization)技术 传统技术路线:能量:cSA+ Shaping+ADc; 时间:快放大+Disc.+TDC 波形数字化: 直接对探测器输出信号波形进行高速采样并数字化;不再进行传统的 电荷积分、成形,对其幅度数字化获取其电荷(能量)信息。 ■根据香农采样定律,只要采样速率足够 高,可以无失真地恢复原脉冲波形; ■优点 52025乃 ◆很方便同时获取时间与能量信息 消除了传统电荷积分放大带来的“堆积”效应,2∠ 死 时间小,适应于高亮度、高事例率的物理实验;2 此外,波形数字化还可以使物理学家采用任何可 30325353754042.54547.55052.555 能的数字处理方法来处理波形数字化的信号数据。 中国科学技术大 快电子学实验室 University of Sci& Tech of China Fast Electronics lab
快电子学实验室 Fast Electronics Lab 中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China 波形数字化（Waveform Digitization）技术 波形数字化： 直接对探测器输出信号波形进行高速采样并数字化；不再进行传统的 电荷积分、成形，对其幅度数字化获取其电荷（能量）信息。 根据香农采样定律，只要采样速率足够 高，可以无失真地恢复原脉冲波形； 优点： 很方便同时获取时间与能量信息； 消除了传统电荷积分放大带来的“堆积” 效应， 死 时间小，适应于高亮度、高事例率的物理实验； 此外，波形数字化还可以使物理学家采用任何可 能的数字处理方法来处理波形数字化的信号数据。 传统技术路线：能量： CSA + Shaping + ADC； 时间：快放大 + Disc. + TDC