Описание прототипа считывающей электроники для емкостных детекторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. В. Аткин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: evatkin@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Д. Д. Норманов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

С. И. Ямалиев

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

А. Р. Серазетдинов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

А. А. Солин

Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета

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

Е. А. Усенко

Институт ядерных исследований Российской академии наук

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

Список литературы

  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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структура микросхемы.

Скачать (50KB)
3. Рис. 2. Структурная схема одного канала.

Скачать (31KB)
4. Рис. 3. Эквивалентный шумовой заряд в зависимости от емкости детектора.

Скачать (47KB)
5. Рис. 4. Зависимость входного сопротивления от сопротивления регулирования.

Скачать (45KB)
6. Рис. 5. Зависимость длительности импульса на выходе усилительных каскадов (зеленый) и расширителя (синий) в зависимости от входного заряда.

Скачать (52KB)
7. Рис. 6. Диаграмма сигналов на выходе расширителя двух каналов.

Скачать (25KB)
8. Рис. 7. Форма типовых сигналов в канале микросхемы.

Скачать (171KB)
9. Рис. 8. Диаграммы сигналов на входе канала и на выходе предусилителя при проведении временного шумового анализа.

Скачать (99KB)
10. Рис. 9. Топология всей микросхемы SPD NINO.

Скачать (484KB)
11. Рис. 10. Импульсный отклик на LVDS-выходе каналов микросхемы.

Скачать (69KB)

© Российская академия наук, 2024