Описание прототипа считывающей электроники для емкостных детекторов

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Представлено описание прототипа считывающей электроники для емкостных детекторов на основе специализированной интегральной микросхемы (СИМС), разработанной специально для съема и предварительной обработки сигналов c плоских резистивных камер эксперимента SPD на строящемся коллайдере НИКА ОИЯИ (г. Дубна). Восьмиканальная микросхема оптимизирована для работы с детекторами, имеющими характеристический импеданс считывающих электродов в диапазоне 35–110 Ом при приведенном ко входу эквивалентном малом шумовом заряде не более 2500 электронов. В СИМС предусмотрены регулировки порога по величине приведенного ко входу заряда в диапазоне 10–450 фКл, гистерезиса пороговой характеристики в диапазоне 0–12%, а также времени расширения сигнала в диапазоне 0.5–100 нс. Схема была оптимизирована для уменьшения джиттера по переднему фронту (менее 10 пс) и энергопотребления (менее 25 мВт на один канал). Представлены структурная и электрическая схемы, показаны результаты моделирования ключевых сложно-функциональных блоков и общий вид топологии спроектированной СИМС.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Э. Аткин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: evatkin@mephi.ru
Ресей, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Д. Норманов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: evatkin@mephi.ru
Ресей, 115409, Москва, Каширское ш., 31

С. Ямалиев

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: evatkin@mephi.ru
Ресей, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. Серазетдинов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: evatkin@mephi.ru
Ресей, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. Солин

Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета

Email: solin@hep.by
Белоруссия, 220006, Минск, ул. Бобруйская, 11

Е. Усенко

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Email: Eugueni.oussenko@cern.ch
Ресей, 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, 7а

Әдебиет тізімі

  1. Anghinolfi F., Jarron P., Krummenacher F., Usenko E., Williams M.C.S. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2004. V. 51. №. 5. P.1974. http://doi.org/10.1109/TNS.2004.836048
  2. Wong W.S., Alozy J., Ballabriga R. et al. // Radiat. Meas. 2020. V. 131. P. 106230. http://doi.org/10.1016/j.radmeas.2019.106230
  3. Atkin E., Azarov D., Ivanov P., Normanov D., Serazetdinov A., Shumikhin V. // Russ. Microelectron. 2022. V. 51. P. 111. http://doi.org/10.1134/S1063739722020032
  4. Shumikhin V., Atkin E., Azarov D., Ivanov P., Normanov D., Serazetdinov A. // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1690. № 1. P. 012068. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1690/1/012068
  5. Atkin E., Azarov D., Ivanov P., Normanov D., Serazetdinov A., Shumikhin V. // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1690. P. 012072. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1690/1/012072
  6. Atkin E., Bulbakov I., Malankin E., Ivanov P., Normanov D., Petrovskiy S., Shumikhin V., Ivanov V., Voronin A., Samsonov V. // IEEE 30th International Conference on Microelectronics (MIEL). 2017. P. 225. http://doi.org/10.1109/MIEL.2017.8190108
  7. Ciobanu M., Marghitu O., Constantinescu V. et al. // IEEE Trans Nucl Sci. 2021. V. 68. № 6. P. 1325. http://doi.org/10.1109/TNS.2021.3073487

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2. Fig. 1. Microcircuit structure.

Жүктеу (50KB)
3. Fig. 2. Structural diagram of one channel.

Жүктеу (31KB)
4. Fig. 3. Equivalent noise charge depending on detector capacitance.

Жүктеу (47KB)
5. Fig. 4. Dependence of input resistance on control resistance.

Жүктеу (45KB)
6. Fig. 5. Dependence of the pulse duration at the output of the amplifier stages (green) and the expander (blue) on the input charge.

Жүктеу (52KB)
7. Fig. 6. Signal diagram at the output of the two-channel expander.

Жүктеу (25KB)
8. Fig. 7. Form of typical signals in the microcircuit channel.

Жүктеу (171KB)
9. Fig. 8. Signal diagrams at the channel input and at the preamplifier output during time noise analysis.

Жүктеу (99KB)
10. Fig. 9. Topology of the entire SPD NINO chip.

Жүктеу (484KB)
11. Fig. 10. Impulse response at the LVDS output of the microcircuit channels.

Жүктеу (69KB)

© Russian Academy of Sciences, 2024