外部标定.ppt

噪声测试 电路噪声分析 测试方法 大量测试无信号输入，求结果标准差 测试结果 接头噪声小 带双层地平面柔性板连接 计算分析不同模块贡献噪声量 噪声源 ADC码 噪声e 数字处理电路 1.1083 54.9 APV驱动电路 0.1346 6.7 APV模拟处理电路 7.0954 351.4 APV标定电路 0.1372 6.8 接头 0.19744 9.8 接头加上转接板 0.04754 2.4 SMA引线 0.2486 12.3 电荷板 0.022 1.1 APV25噪声270+38e/pF 根据此公式计算，APV25输入电容2.3pF APV25芯片+读出系统总噪声为413e Sorin测得其APV25读出系统总噪声356e 比他们测得噪声略高，可能跟APV板及读出板有关，系统噪声可以进一步改进提高 Sorin Martoiu, First Data with the APV25 Hybrid, 5th RD51 Collaboration Meeting APV25基线消除 APV25基线消除 APV25不同通道基线不一致 基线消除方法 没有信号下FPGA多次采样求平均值作为待消除基线 采样值减去FPGA存储的基线 消除效果 计算所有128通道基线RMS 消除前24.45 ADC码 消除后0.76 ADC码 电荷测量误差 内部标定 测量方法 在相同标定配置下输入固定信号，反复测量，求标准差 电荷测量相对误差0.49%，等效噪声为312e 电荷测量等效噪声ENC比采样点等效噪声ENC噪声低 外部标定 测量方法 外部提供相同电荷输入，反复测量，求标准差 能量测量相对误差1.0%，等效噪声624e 外部噪声比内部标定噪声大 参数 平均值 标准差 相对误差 内部标定 幅度 1621.7 6.3 0.49% 外部标定 幅度 1251.7 12.5 1.0% 拟合算法评估 拟合算法评估 电荷测量精确 无拟合需要取峰值附近采样点作为参考值 内部标定，采样点相对误差为0.51%，拟合相对误差为0.49%，提高4% 外部标定，采样点相对误差为1.4%，拟合相对误差为1.0%，提高28% 求出时间信息，可进行时间粗测量 内部标定情况下，时间t0测量相对精度为1.16%，相当于362ps 参数 平均值 标准差 相对误差 内部标定 采样幅度 1559.9 8.0 0.51% 外部标定 采样幅度 1237.8 17.3 1.4% 内部标定 τ 262.4 1.9 0.72% 外部标定 τ 391.1 29.6 7.6% 内部标定 t0 328.0 3.8 1.16% 外部标定 t0 210.8 35.3 16.7% 系统评估 APV25读出系统 优点 通道数目多，集成度高，噪声低，可扩展性强 成形时间短，适合高计数率应用场合 实测能量分辨率能达到1%，用于电荷重心法提高位置分辨精度 能够进行粗时间测量 缺点 动态范围20fC，适应于部分GEM探测器 触发需要与时钟同步，信号不同步后端数据处理波形拟合提高测量精度 使用场合 GEM探测器 GEM探测器读出需要解决多通道高计数率问题，能量分辨率时间分辨率要求不高 项目背景 设计方案 测试方案与结果 总结与展望 总结与展望 总结 本设计完成对基于APV25芯片GEM探测器读出电子学系统的预研，单个读出板能够实现2048通道GEM信号读出 完成对本系统的电子学测试，并研究连续采样波形拟合对系统性能的提高，系统电荷测量精度能够达到1.0% 展望 进一步完成读出电子学接GEM探测器系统实测 根据实际探测器应用需求，对系统进行优化升级 Department of Modern Physics * 基于APV25的GEM探测器读出电子学系统设计与测试 李诚 刘树彬 安琪 核探测与核电子学国家重点实验室 中国科学技术大学近代物理系 2015-7-23 目录 项目背景 设计方案 测试方案与结果 总结与展望 项目背景 SoLID 实验 GEM探测器 GEM探测器信号 设计方案 测试方案与结果 总结与展望 SoLID 实验 SoLID(Solenoidal Large Intensity Device)实验 全方位角探测器，用于两个实验： Semi-Inclusive Deep-Inelastic Scattering (SIDIS) Parity Violation Deep Inelastic Scattering (PVDIS) 径迹探测器系统要求 位置分辨率高：70um 高本底计数率：1MHz/cm2 大面积：从40*150到80*300cm2 GEM探测器性能 位置分辨率：70um（电荷重心法） 本底计数率：MHz/mm2 面积可扩展 用GEM探测器作为径迹探测器 C.Altunbas et a