LAWCA前端讀出電子學原型電路的設計和測試.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、宇宙線是人類認識世界的一個重要來源,宇宙線擁有極高的能量,并在寬廣的能量范圍內服從極為簡單的譜分布,以其起源問題而備受科學界的關注,已經(jīng)成為天體物理研究中一個重要的課題。
   為了在宇宙線研究中做出更大貢獻,我國物理學家提出在西藏羊八井建立大面積水契倫科夫巡天探測器(Large Area Water Cherenkov Array,LAWCA),通過尋找更多的伽瑪射線源來探尋宇宙線起源、暗物質以及宇宙演化等問題。
  

2、 LAWCA的探測器部分由900個半球形8英寸光電倍增管(PhotoMultiplier Tube,PMT)組成,所有PMT位于150 m×150 m的5米深水池中。當宇宙線在大氣中產生的次級粒子進入水中時產生契倫科夫輻射,并被PMT所探測。該前端讀出電子學模塊(Front-End Electronics,F(xiàn)EE)用于對PMT輸出的信號進行時間測量和電荷測量,接收光電倍增管陽極和第十打拿級的輸出信號進行電荷測量,并使用陽極信號進行全動態(tài)

3、范圍內的時間測量。電子學指標要求FEE的時間測量精度好于0.5ns,時間分辨好于1 ns,電荷測量動態(tài)范圍為S.PE~4000 PE,電荷測量精度在S.PE時好于30%,在4000 PE時精度好于3%。本文介紹了該前端讀出電子學模塊原型電路的設計和初步測試。
   第一章主要介紹了宇宙線探測的背景,隨后介紹了大面積水契倫科夫巡天探測器的總體規(guī)劃。
   第二章介紹了國內外采用水契倫科夫探測器的實驗,著重介紹了其中PMT讀

4、出電子學部分的設計方案,調研學習這些方案的方法和特點,可用以作為LAWCA前端讀出電子學的設計參考。
   第三章介紹了LAWCA系統(tǒng)中探測器結構、PMT以及電子學指標,并簡要介紹了FEE的設計方案。
   第四章首先介紹電子學指標需求,并探討了FEE的基本設計路線,包括如何進行大動態(tài)范圍、高精度的電荷測量和高精度時間測量。然后介紹了FEE整體結構和各個模塊的具體實現(xiàn)。
   第五章內容為FEE的實驗室電子學測試

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