Front-end Electronics for the CALICE/EUDET Calorimeters
CALICE合作涉及高粒度紧凑型热量计的设计。技术发展必须克服各种设计问题，如功耗、探测器内部前端电子设备的集成以及部件之间的连接。使用通用工具和设计来实现这些设备需要大量的协作工作。
2009-01-30 physics.ins-det
Front-End Board with Cyclone V as a Test High-Resolution Platform for the Auger-Beyond-2015 Front End Electronics
皮埃尔·俄歇天文台的表面探测器（SD）阵列自2004年开始运行，目前包含1680个水切伦科夫探测器，分布在3000平方公里的区域内。目前使用的前端板配备了不再生产的ACEX和过时的Cyclone FPGA（40 MSps/15位动态范围）。电子学的巨大进步和物理学的新挑战迫使SD电子学进行重大升级，以提高测量质量（更高的采样和更宽的动态范围）或从背景中拾取极其罕见的事件（基于复杂方法的新FPGA算法，例如光谱触发器或神经网络）。更高的SD灵敏度是必要的，以确认或拒绝现代天体物理学的关键假设。本文介绍了一种采用最大的Cyclone V E FPGA 5CEFA 9 F31 I7 N，支持8通道最大采样速率的前端板（FEB）。250 MSps@14位分辨率。考虑到SD的采样为120 MSps，然而，FEB已经开发了外部抗混叠滤波器，以保持最大的灵活性。六个通道是针对SD，两个其他的实验，如：俄歇工程无线电阵列和额外的μ子计数器。FEB是一种中间设计插件，实际使用的统一板与微控制器以40 MHz通信，但提供20位动态范围的250 MSP采样，配备虚拟NIOS处理器，支持256 MB SDRAM，以及基于离散余弦变换的频谱触发器，用于检测非常倾斜的“旧”淋浴。FEB还可以支持一个神经网络，用于检测可能由中微子产生的“年轻”簇射。
2014-06-07 hep-ex physics.ins-det
Performance and quality testing of CBM RICH front-end electronics
University of Wuppertal（伍珀塔尔大学）
本文介绍伍珀塔尔大学实验室装置，用于测量电荷共享串扰、测试MAPMT-DIRICH读出电子学的高计数率和高占用率性能，并分析新型DIRICH电源模块的噪声特性。
2026-10-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Front-end electronic readout system for the Belle II imaging Time-Of-Propagation detector
传播时间探测器是一种基于石英辐射棒的切伦科夫粒子识别探测器，用于SuperKEKB正负电子对撞机的Belle II实验。探测器的目的是识别电子-正电子碰撞中产生的带电强子的类型，并要求单光子计时分辨率低于100皮秒。设计、建造并集成了一种新型的前端电子系统，用于从检测器中的8192个微通道板光电倍增管通道采集数据。这些模拟信号的波形采样由开关电容阵列专用集成电路完成。触发、感兴趣窗口的数字化、读出和数据传输到Belle II数据采集系统的过程由Xilinx Zynq-7000可编程系统芯片设备管理。
2019-07-12 hep-ex physics.ins-det
Measurement of single event upsets in the ALICE-TPC front-end electronics
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ALICE实验的时间投影室具有高度集成的探测器读出电子设备。它遵循高能物理实验的一般趋势，将前端电子设备尽可能靠近探测器-距离其有效体积只有10厘米左右。由于靠近光束和相互作用区域，电子设备受到适度的辐射负载，这使得我们能够使用商业现成的组件。然而，它们需要被仔细地选择和鉴定为辐射硬度，并且必须采取措施来保护它们的功能免受软错误，即单粒子扰乱。在这里，我们报告的第一次测量大型强子对撞机感应辐射的影响ALICE前端电子和他们如何证明的期望。
2011-10-14 physics.ins-det
The Front-End electronics for the liquid Argon instrumentation of the LEGEND-200 experiment
本文介绍 LEGEND-200 实验液氩仪器的前端电子学设计，为满足放射性纯度要求而远距离放置，实现 250 μV 峰峰值低噪声，支持单光子分辨读出。
2023-06-22 hep-ex physics.ins-det
Development of ATLAS Liquid Argon Calorimeter Front-end Electronics for the HL-LHC
大型强子对撞机的高光度阶段将提供比原始探测器设计中假设的高5-7倍的光度。改进的触发系统需要升级ATLAS液氩量热计的读出电子设备。本文介绍了在40-80 MHz和16位动态范围内读出182，500个量热计单元的概念以及耐辐射、低噪声、低功耗和高带宽前端电子元件的发展，包括前置放大器和整形器、14位ADC和10 Gb/s激光二极管阵列驱动器。
2020-09-14 physics.ins-det
Research and Development in Front-End Electronics for Future Linear Collider Detectors
在LHC开始获取数据十年后，为了探测感兴趣的物理学，线性对撞机将需要具有精确测量质量和耦合的能力。我们讨论的要求，这地方在其相关的探测器，和状态和计划继续研发的前端电子产品，是必要的，以满足这些需求。
2004-09-22 physics.ins-det
Optical Links for ATLAS Liquid Argon Calorimeter Front-end Electronics Readout
介绍了ATLAS液氩量热计的光学数据链。文中还讨论了垂直腔面发射激光器故障的现状、故障原因的最新搜索结果、搜索过程中的经验、光发射机可能的备份方案以及经验教训。
2022-02-11 physics.ins-det
Dedicated front-end electronics for the next generation of linear collider electromagnetic calorimeter
本文介绍了一种新一代直线对撞机电磁量能器的电子学研制方案。在简要介绍了要求之后，给出了电子学的总体方案。然后，我们描述了在0.35 \mum CMOS工艺中开发的三种不同的构建模块：放大器、比较器和流水线ADC
2005-01-12 physics.ins-det
Development of Fast Front-End Electronics for the Muon Trigger Detector in the PSI muEDM Experiment
本研究为PSI muEDM实验的μ子触发探测器研制了快速前端电子读出板，优化磁场下配置以满足多项严苛性能指标，兼具正电子污染抑制能力，经台架与束流测试验证了其有效性与可靠性。
2025-05-06 hep-ex physics.ins-det
Towards new Front-End Electronics for the HADES Drift Chamber System
在未来FAIR SIS-100加速器上运行HADES对DAQ和电子设备的速率能力提出了挑战。一个新的，更强大的版本前端电子需要建立的HADES漂移室系统。由于先前使用的ASD-8模拟读出ASIC不可用，因此在包括射束测试在内的不同情况下，将PASTTREC（PANDA吸管读出ASIC）作为ASD-8的替代品进行测试。PASTTREC比ASD-8的时间精度低20%，但在w.r.t.信号电荷测量和整体操作稳定性。在HADES漂移单元的3D GARFIELD模拟中，对作为到感测线的距离的函数的测量时间精度进行建模。
2018-10-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Compendium of Front-End Electronics
我们的世界变化很快。一方面，技术发展几乎每周都为我们提供新的强大的电子设备。另一方面，这些电子产品的最终用户现在很少需要实际配置设备，因为一切都是自动化的。这种“剥夺”最终用户的权力可能对科学界有害。这是因为进行科学测量的独特条件要求最终用户能够不受限制地访问实验装置的每个变量。在本概要中，介绍了一些流行的电子模块的一般概述，并讨论了最终用户在购买/设计新的实验应用的电子系统时应考虑的不同特性。
2018-02-02 physics.ins-det
Onboard Calibration Circuit for the Front-end Electronics of DAMPE BGO Calorimeter
设计了一种用于DAMPE BGO量热仪前端电子学的板上校准电路。它主要由一个12位DAC、一个运算放大器和一个模拟开关组成。测试结果表明，动态范围为0 ~ 30 pC，精度为5 fC，满足前端电子学的要求。此外，它被用来测试的触发功能的FEE。该校准电路已在DAMPE的鉴定模型和飞行模型的所有环境试验中得到实现和验证。DAMPE卫星将于2015年底发射，校准电路将在太空中进行机载校准。
2015-07-21 physics.ins-det
Front-end electronics for ALICE dimuon trigger RPCs
一个专用的前端电子已经开发的触发室的ALICE μ子光谱仪，将在未来的大型强子对撞机在欧洲核子研究中心。这些触发室是基于RPC（电阻板室）工作在流光模式。电子通道的数量（约21000）和RPC脉冲信号具有特定特性的事实，导致使用新的鉴别技术设计8通道前端ASIC。介绍了ASIC的工作原理，讨论了其抗辐射性能。特别强调了约4000个芯片的生产特性。
2005-01-07 hep-ph physics.ins-det
Photodetectors and front-end electronics for the LHCb RICH upgrade
LHCb实验的RICH探测器提供了在CERN的LHC中高能质子-质子碰撞产生的强子在宽动量范围（2至100 GeV/c）的识别。切伦科夫光被收集在对单光子敏感的光子探测器平面上。RICH将升级（2019年），以40 MHz的速率读取每个束流交叉。当前的混合光子探测器（HPD）将被多阳极光电倍增管（Hamamatsu R11265和H12699 MaPMT的定制）取代。这8个$\times$ 8像素器件由于其小像素尺寸、高增益、可忽略的暗计数率（$\sim$ 50 Hz/cm $^2$）和适度的串扰而满足实验要求。几个管的测量性能的报告，连同他们的长期稳定性。采用0.35 $μ$ m CMOS AMS工艺设计了一种新型的8通道MaPMT读出前端芯片，命名为MAPIO。该芯片工作在二进制模式下，并结合了低功耗（\hbox{$\sim$1 mW/Ch}），宽带宽（基线恢复在$\leq$ 25 ns）和辐射硬度。12位数字寄存器允许优化每个通道的动态范围和阈值电平，并提供现场校准工具。的设计选择和表征的电子。
2016-11-01 hep-ex physics.ins-det
DIAMASIC: A multichannel front-end electronics for high-accuracy time measurements for diamond detectors
本文介绍了一种用于快速高精度时间测量系统的8通道预分频-反分频电路的设计和测试结果。该电路采用电阻反馈跨导放大器结构和前沿鉴相级。该电路采用130 nm CMOS工艺设计。其预期用作前端电子设备，用于使用金刚石探测器测量飞行时间。芯片尺寸为1.27 × 1.22mm ~ 2，在1.2V电源电压下，单通道总功耗为1.5mW。测试结果表明，对于10 fC的输入电荷脉冲，定时抖动约为80 ps。
2021-10-24 physics.ins-det
The large-angle photon veto system for the NA62 experiment at the CERN SPS
衰变K^+ \to π^+ν \bar ν的分支比（BR）是新物理的敏感探针。CERN SPS的NA 62实验将测量该BR到约10%以内。为了消除末态光子主导的K介子衰变的背景，大角度光子否决（LAV）必须探测能量低至200 MeV的光子，效率低于10^{-4}。LAV探测器使用从OPAL电磁量能器桶回收的铅玻璃块。我们描述了机械设计和施工过程中面临的挑战，铅玻璃块和解决方案的表征，用于监测其性能，以及前端电子产品的开发，以允许在扩展的动态范围内使用时间过阈值技术同时进行时间和能量测量。我们的结果是基于测试光束的数据，并再现了详细的蒙特卡罗模拟，其中包括读出链。
2012-07-25 hep-ex physics.ins-det
Front-end Electronics for Timing with pico-seconds precision using 3D Trench Silicon Sensors
下一代对撞机实验要求跟踪探测器在空间分辨率（几十个$μ\text{m}$）、辐射硬度（$10^{17}~1~$ MeV n $_{eq}/$ cm $^2$）和定时分辨率（几十个ps）方面具有极端的性能能力。最近在TimeSPOT计划中开发的3D硅传感器为应对此类苛刻要求提供了可行的解决方案。为了准确地描述这些新的传感器的定时性能，几个读出板，基于离散有源元件，已设计，组装和测试。相同的电子器件也适用于类似像素传感器的表征，只要要求时序性能在10 ps以下。本文介绍了前端电子所需的一般特性，利用固态传感器与快速定时能力，特别是展示了性能的快速3D硅传感器的测试和表征的开发电子。
2023-01-04 physics.ins-det
Development of the Front-End Electronics for PandaX-III Prototype TPC
粒子和天体物理学氙实验III（PandaX-III）是一个寻找无中子双β衰变（NLDBD）的实验，使用200千克放射纯高压气态氙TPC，两端装有Micromegas探测器，中间装有阴极。一个小型TPC配备了7个Microbulk Micromegas检测器被开发作为原型检测器。按照X-Y设计，从一个Micromegas模块读出128个通道，其中条带的间距为3 mm（每个方向64个通道）。高度集成的前端电子设备由4个前端卡组成，具有1024个读出通道，用于读出Micromegas阳极信号的电荷，整形后对波形进行整形，并将压缩数据发送到DCM板。前端电子器件的基石是一个64通道专用集成电路，它基于开关电容阵列。前端电子器件的积分非线性小于1%，1 pC。每个读出通道的噪声（RMS）小于0.9 fC，峰值时间为1微秒，范围为1 pC。利用~（56）Fe和~（137）Cs两种放射性源，进行了前端电子学与原型TPC的联合测试，重建了7 Micromegas的命中图。
2018-06-25 eess.SP physics.ins-det
The front-end electronics system for the CUORE experiment
CUORE是一个由988个晶体组成的热量计阵列，温度约为10 mK，其吸收的能量由半导体热敏电阻读出。该晶体的组成是TeO 2，目标是研究130 Te的双β衰变，运行时间非常长且稳定。CUPID-0是一个由26个Zn 82 Se晶体组成的阵列，具有双热敏电阻读出，用于研究82 Se的双β衰变。在本文中，我们提出了整个前端电子读出链的概述，从前置放大器到抗混叠滤波器。该概述包括动机，设计策略，电路实现和电子系统的性能结果，包括其他辅助但重要的元素，如电源和慢速控制通信系统。CUORE和CUPID-0操作期间预见的非常长的实验运行的稳定性的严格要求，由于前端放大器和检测器偏置电路设置的新颖解决方案而得以实现。
2018-02-01 physics.ins-det
Front-end-Electronics for the SiPM-readout gaseous TPC for neutrinoless double beta decay search
我们研制了一种专用于无中微子双β衰变研究的高压氙气时间投影室的前端电路板。通过用SiPM检测电致发光光子来读出电离信号。该板通过直流耦合从56 μ SiPM读出信号，并以5 MS/s的速度记录波形，动态范围高达7，000光子/200 ns。SiPM偏置电压由电路板提供，可针对每个SiPM进行调整。为了校准和监控SiPM增益，额外的辅助ADC测量1光子等效暗电流。所获得的性能满足无中微子双β衰变搜索的要求。
2020-01-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Intrinsic timing properties of ideal 3D-trench silicon sensor with fast front-end electronics
本研究通过解析与数值方法分析配备快前端电子学的理想3D-trench硅传感器的时间特性，揭示同步区本征效应及TOA分布不对称性，阐明该类传感器优异时间分辨率的物理来源。
2023-05-30 physics.ins-det
Performance of a resistive plate chamber equipped with a new prototype of amplified front-end electronics
ALICE是大型强子对撞机实验，致力于研究重离子碰撞。在前向快度下，μ子谱仪可以从低质量介子、夸克偶素、开重味强子以及弱玻色子中探测μ子。利用由72个阻性板室（RPC）组成的触发系统实现了基于横向动量的μ子选择。对于LHC运行1和正在进行的运行2，RPC已经配备了称为ADFEE的非放大FEE。然而，考虑到运行3（2021-2023）预期的亮度增加，已经探索了使用放大的FEE的可能性，以便通过减少每次撞击的电荷来改善计数率限制并防止探测器老化。这种新型电子学的原型（FEERIC）在装备ALICE洞穴中的一个RPC之前已经被开发并首先用宇宙射线进行了测试。本文将回顾装备这种新型FEE的RPC的最重要的性能指标-效率、暗电流、暗率、团簇尺寸和总电荷-并与ADEIC读出的其他指标进行比较。在5和13 TeV的pp碰撞和在5 TeV的Pb-Pb碰撞中。
2016-06-24 hep-ex physics.ins-det
Front-end electronics development of large-area SiPM arrays for high-precision single-photon time measurement
针对TRIDENT混合数字光学模块中大面积SiPM时间分辨率退化问题，本文提出串并联差分输出SiPM阵列及高速前置放大与多通道求和电路，在单通道实现约300 ps FWHM的单光子时间分辨率。
2024-06-07 hep-ex physics.ins-det
The Outer Tracker Detector of the HERA-B Experiment. Part II: Front-End Electronics
HERA-B外部跟踪器是一个大型探测器，具有112674个漂移室通道。它暴露在高达2x10^5/cm^2/s的粒子流中，因此可以应对类似于LHC实验预期的条件。前端读出系统基于ASD-8芯片和定制的TDC芯片，设计满足低噪声、高灵敏度、速率容差和高集成度的要求。TDC系统基于ASIC，该ASIC在总共256个仓内以约0.5ns的仓对时间进行数字化。该芯片还包括一个流水线，用于存储来自128个事件的数据，这是无死区触发和数据采集系统所需的。我们报告的发展，安装和调试的前端电子，包括接地和噪声抑制方案，并讨论其性能的HERA-B实验。
2004-12-10 physics.ins-det
Prototype of Front-end Electronics for PandaX-4ton Experiment
在中国锦屏地下实验室，规划中的粒子与天体物理氙第四阶段（PandaX-4 ton）是一个双相氙探测器的暗物质直接探测实验，作为实验第二阶段PandaX-II的升级。本文介绍了PandaX-4 ton的前端电子学原型。前端电子设备包括高增益的声卡和8通道数字化器，具有14位分辨率和1 GSps的波形数字化采样率。数字转换器内的时钟同步电路经过精心设计，可对齐所有PMT通道。数字化仪还包含千兆光纤，用于与触发器和数据采集系统交换数据。该数字转换器的有效位数在148 MHz时约为9.7 b，积分非线性范围为-4 ~+4 LSB，微分非线性范围为-0.6 ~+0.6 LSB。前端电子设备的性能可以满足PandaX-4 ton的要求。
2018-06-24 eess.SP physics.ins-det
Timing performances of front-end electronics with 3D-trench silicon sensors
基于具有定时能力的像素的检测器在过去几年中变得越来越重要。由于在可预见的实验条件下轨道密度的预期水平，下一个即将到来的高能物理实验在对撞机上需要使用跟踪的时间信息。所谓的3D硅传感器给出了在传感器级别获得高分辨率性能的有前途的解决方案。3D传感器的一种特殊情况，即沟槽型传感器，其优异的固有时间分辨率受到感应电流持续时间中的残余非均匀性的限制。当检测器耦合到前端电子器件时，传感器对系统的总时间分辨率的固有贡献取决于电子器件本身的特性，并且可以通过适当的设计来最小化。本文旨在分析一种典型的前端电路，跨阻放大器，考虑不同的可能配置的时间可能的性能。将给出用于定时测量的传感器读出的优选操作模式的证据。
2023-01-26 physics.ins-det
Front-end electronics and data acquisition system for a multi-wire 3D gas tracker
介绍了多丝漂移室（MWDC）读出前端电子学和数据采集系统的设计与实现。除了传统的漂移时间测量，系统提供了沿导线利用电荷分配技术的命中位置。该系统由前置放大器、模拟和数字板组成，通过以太网接口将数据发送到后端计算机。数据记录软件可对接收到的数据进行格式化，并可轻松访问数据分析软件。使用专门设计的前置放大器和峰值检波器，可以对低电阻信号线进行电荷分割读出。研究了电荷分配电路对漂移时间测量的影响，并在专门的离线测试中评估了电子系统的整体性能。
2015-09-21 physics.ins-det
Performance of the front-end electronics of the CMS electromagnetic calorimeter barrel for the High-Luminosity LHC
研究了CMS电磁量能器升级后的前端读出电子学性能，通过束流测试验证了其在高亮度LHC阶段的性能指标。
2025-11-21 physics.ins-det
Front-End electronics and integration of ATLAS pixel modules
ATLAS像素探测器的快速读出电子设备已成功开发和测试。主要关注的是在LHC恶劣的辐射环境中在25 ns内检测5，000个电子数量级的小电荷的能力，以及应对Pixel探测器8000万个通道产生的大量数据的挑战。为了集成50微米间距的混合像素检测器，已经开发出使用铅锡或铟凸点的可靠凸点接合技术，并且已经成功地进行了大规模生产的测试。
2004-01-21 physics.ins-det
Production and Testing of the LHCb Outer Tracker Front End Readout Electronics
LHCb外跟踪器是一种具有模块化设计的吸管漂移探测器，共有53760个读出通道分布在12个6x 5 m2的双层敏感区域。主要的电子读出要求是在4%的占有率和1 MHz读出时精确（0.5 ns）的漂移时间测量。一个前端盒总共可读取128个通道。大约一半的FE-Box已经建成。在生产过程中，对单个FE盒组件进行了质量保证。组装好的FE-Box最后使用特殊的FE-Tester进行调试。FE-Tester是一种可编程脉冲发生器，时间分辨率为150 ps，能够模拟模拟真实探测器的所有读出功能。因此，已经发现并解决了问题，从而产生了良好的总体性能。
2007-11-27 physics.ins-det
The Analog Front-end Prototype Electronics Designed for LHAASO WCDA
在大型高空空气簇射天文台（LHAASO）的水契伦科夫探测器阵列（WCDA）的读出电子学中，需要在从1个光电子（P.E.）4000 P.E.模拟前端（AFE）电路是整个读出电子学中的关键部分之一。通过参数计算和电路仿真，设计并优化了AFE样机，并对样机进行了初步的电子学测试，以评估其性能。测试结果表明，在4000 P.E.时，电荷分辨率优于1%。并且在1 P.E.时保持高于10%，时间分辨率优于0.5ns RMS，优于应用要求。
2015-04-22 nucl-ex physics.ins-det
Simple Front End Electronics for Multigap Resistive Plate Chambers
介绍了一种将多间隙电阻板室（MRPC）的信号传输到现有标准数字化电子设备的简单电路。该电路是基于“现成的”分立元件。需要优化特定组件的值，以匹配给定应用的MRPC的方面。这种简单的电路对于MRPC原型设计和台架或波束测试工作的初始信号处理以及使用现有数据采集系统的小面积飞行时间系统的最终实现是一个有吸引力的选择。
2008-07-18 physics.ins-det
Development of a new Front End electronics in Silicon and Silicon-Germanium technology for the Resistive Plate Chamber detector for high rate experiments
电阻板室（RPC）探测器的升级是为了提高探测器的速率能力并能够在高速率环境中有效地工作，包括降低工作电压以及检测几百μV小的信号。该项目为实现这一目标而选择的方法是开发一种新型的前端电子器件，由于硅和硅锗的混合技术，提高了探测器的性能，提高了其速率能力。该前端由一种内部噪声极低（1000 $e^{-}$ rms）、放大系数为0.3-0.4 mV/fC的硅BJT工艺中的双极晶体管和一种最小阈值为0.5 mV的新型SiGe异质结工艺中的双极晶体管组成。将展示这种前端的性能。通过使用CERN H8光束线获得的结果，该光束线具有1 mm气隙和1.2 mm厚度的电极的全尺寸RPC室，该室配备有这种前端电子设备。
2018-06-11 physics.ins-det
The GosipGUI framework for control and benchmarking of readout electronics front-ends
GOSIP（千兆光纤串行接口协议）通过光纤在多种前端电子设备和位于读出主机PC中的KINPEX PCIe接收器板之间提供通信。近年来，已经开发了一套设备驱动程序软件，以将该硬件用于几种数据采集场景。在此驱动程序基础之上，还创建了几个图形用户界面（GUI）。这些GUI基于Qt图形库，并以模块化的方式设计：所有常见的功能，如前端的通用I/O，配置文件的处理和窗口设置，都由框架类GosipGUI处理。在这样的GosipGUI框架的Qt工作区中，特定的子类可以实现专用于操作不同GOSIP前端模块的附加窗口。这些读出模块由GSI实验电子部门开发，例如FEBEX采样ADC，TAMEX FPGA-TDC或POLAND QFW。对于每种前端，GUI允许监控特定的寄存器内容，设置工作配置，并在数据采集期间交互式更改采样阈值等参数。后者在电子实验室或探测器洞穴中鉴定和调整前端时非常有用。此外，这些GosipGUI实现中的一些已经配备了在原型大规模生产中对ASIC进行自动测试的功能。这已被应用于目前正在建设中的PANDA实验的APFEL-ASIC组件，并为FAIR光束诊断读出系统波兰。
2020-10-29 nucl-ex physics.ins-det
Fast Frontend Electronics for high luminosity particle detectors
未来的核物理和粒子物理实验正朝着高光度的方向发展，以获得被抑制的过程，如罕见的B衰变或奇异的粲偶素共振。在这种情况下，高速率能力是电子仪器的关键要求，以及用于精确事件重建的出色时序分辨率。探测器专用前端电子设备（FEE）的开发变得越来越具有挑战性。目前的研发趋势是多用途FEE，它可以很容易地适应各种各样的探测器，而不会损害所需的高性能。我们报告的高精度定时解决方案，利用高带宽的前置放大器和快速鉴别器提供时间超过阈值的信息，可用于电荷测量或步行校正，从而提高可获得的定时分辨率。输出信号为LVDS，可直接馈入多点TDC读出。单光子信号，典型的成像切伦科夫探测器的电子性能进行了研究。本文还研究了塑料发光体产生光信号的相反条件。实现了每通道数MHz的高计数率，并且在使用全读出链的测试实验中可以获得优于100 ps的定时分辨率。
2015-02-17 physics.ins-det
Performance of the Fully Digital FPGA-based Front-End Electronics for the GALILEO Array
在这项工作中，我们提出了一个全数字前端电子（FEE）读出系统开发的伽利略阵列的架构和结果。FEE系统是与先进伽马跟踪阵列（AGATA）合作开发的，由三个主要模块组成：前置放大器、数字化器和预处理电子设备。慢速控制系统包含定制的Linux驱动程序、动态库和实现网络服务的服务器。GALILEO锗探测器数据的数字处理表明，在1.33 MeV的能量下，能够实现1.53/mil的能量分辨率。
2014-06-16 nucl-ex physics.ins-det
Design of a common verification board for different back-end electronics options of the JUNO experiment
JUNO天文台是我国正在建设中的一个中基线实验台。一个大的液体闪烁体体积检测从核反应堆发出的反中微子。液体闪烁体探测器装有17000个大型光电倍增管。为了减少背景，增加了两个否决系统。前端电子系统执行模拟信号处理（水下电子），在大约100米的电缆之后，后端电子系统在水外，由DAQ和触发器组成。整个电子系统的主要挑战之一是快速数据链路（250 Mb/s）与100 m以太网电缆上的电力输送相结合。根据DAQ数据量和向水下系统供电的方式，我们考虑了三种不同的选项来连接前端和后端系统。为了以高效和快速的方式测试这三个选项，设计了一个具有不同夹层板接口的公共基板。
2018-06-25 hep-ex physics.ins-det
Design a TDC in SiGe for RPC's electronics Front-end for the use in a high-rate experiment
使用新一代RPC，可以处理数百个$μV$的感应信号，因此前端电子器件是检测器的重要和精密部分，以便获得可检测的信号。电子链是由一个放大器，一个ADC，一个TDC。新的前端是实现与硅锗（SiGe）元件的使用，由IHP微电子公司提供。利用这种技术，我们可以在同一芯片上实现BJT和CMOS晶体管。这种改进的好处是最小化：通道的功率消耗（$2 ÷3$ $ \frac{mW}{ch}$）、噪声（500 $e^-$ r.m.s）、辐射硬度（10 kGy，$10^3$ $\frac{n}{cm}$），并且它最大化响应电子器件的速度。在这项工作中，我将强调第一TDC原型的结果。TDC使用本地振荡器，其具有在$0.6 ÷3 $ GHz之间的振荡范围和15 ps的时间抖动。TDC输出的数据以二进制表示，以减轻采集系统的数据处理。此外，我们正在研究一种最大限度地减少系统延迟的方法。此优化包括添加串行化器（PISO），该串行化器将TDC数据输出以2 GHz发送到采集系统。
2018-06-21 physics.ins-det
A monitoring and control test bench for assessing the upgraded low voltage power supplies for the ATLAS Tile Calorimeter Phase-II Upgrade front-end electronics
ATLAS探测器将在长周期内进行一次被称为“第二阶段”的实质性升级，为高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）的开始运行做准备。本文介绍了低压电源变压器耦合降压变换器（Brick）二期升级试验台的开发与实现。计划在2022年大规模生产约2048个具有相同输出电压的指状低压电源。此次生产将最终完全取代目前安装在瓷砖热量计中的LVPS Brick V7.5.0。由于砖的位置内桶的瓷砖他们的可靠性是最重要的。因此，将实施性能筛选，并将对所有生产的砖进行测试和认证。为了便于上述测试，已经开发了一个定制的测试台。本文描述的测试台量化并记录升级Brick的性能，允许在被批准并随后安装在检测器上之前与预定义的性能指标进行比较。
2022-05-05 hep-ex physics.ins-det
New design approach of Front-End Electronics for high-accuracy time measurement systems used in particle detection
本文讨论了一种详细的设计方法，以确定最佳的输入阻抗（Rin）和带宽（BW）的电流前置放大器的前端电子（FEE）的高精度时间测量系统用于粒子探测。我们的研究表明，输入阻抗Rin的影响，包括寄生互连电感的探测器和FEE之间的键合线。我们还解释了一个新的数学模型的发展，用于估计的情况下，使用低电容检测器（镉）的钻石的电流的定时抖动。不同的仿真开发的MATLAB Simulink行为模型的基础上，除了一个跨谐放大器（TIA）的设计在130 nm 1P8M CMOS工艺，证明了设计方法和定时抖动估计模型的准确性的电模拟。
2021-04-28 physics.ins-det physics.med-ph
Design and Operation of Front-End Electronics for the HERA-B Muon Detector
基于ASD-08集成电路，对HERA-B μ子系统的大面积正比丝室的阳极丝和阴极垫的读出电路进行了低成本的设计。为了控制和监测大量的读出通道，我们建立了一个分布式控制系统的基础上，飞利浦半导体的I2C总线和微控制器。到目前为止，我们已经安装了大约10800个μ子室和电子通道。平均单通道噪声占用率小于10 ~（-5），探测器的目标相互作用率高达70 MHz。
1998-12-10 physics.ins-det
Charge-sensitive front-end electronics with operational amplifiers for CdZnTe detectors
碲锌镉（CdZnTe，CZT）辐射探测器由于其在室温下的高空间分辨率和光谱能量性能而适用于各种应用。然而，最先进的检测器系统需要高性能的读出电子器件。虽然专用集成电路（ASIC）是用于读出的适当解决方案，但是高动态范围和高吞吐量的要求在任何商业电路中都是不可用的。因此，本研究开发的模拟前端电子与运算放大器的8x8像素CZT探测器。为了这个目的，我们建模的CZT检测器与相关的电荷敏感放大器（CSA）的电气等效电路。基于详细的网络分析，电路设计是由各种功能，如弹道赤字，电荷电压增益，上升时间和噪声电平的数值。通过合成检测器信号和像素检测器进行性能的验证。像素探测器组件和22Na放射源的实验结果强调了测量能量的深度依赖性。在基于加权势拟合的深度校正的脉冲处理之后，对于511keV的尖峰，能量分辨率为2.2%（FWHM）。
2016-08-19 physics.ins-det
High Rate Studies of the ATLAS sTGC Detector and Optimization of the Filter Circuit on the Input of the Front-End Amplifier
本文研究ATLAS sTGC探测器在高计数率下的性能，揭示电子学死时间是效率损失主因，并通过优化π型网络输入滤波器和上拉电阻来减少死时间、降低效率损失。
2023-04-17 hep-ex physics.ins-det
Characterisation of Front-End Electronics of ChaSTE experiment onboard Chandayaan-3 lander
本文对Chandrayaan-3着陆器上ChaSTE实验的前端电子学（FEE）进行了校准、特性表征与功能测试，验证其在模拟月球环境下的性能符合设计裕度，为科学数据解释提供依据。
2024-08-30 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
New front and back-end electronics for the upgraded GABRIELA detection system
FLNR使用GABRIELA [1]装置对transfermium核进行详细的原子核结构研究。随着VASSILISSA分离器（SHELS）[2]的现代化，GABRIELA检测系统也得到了升级。升级后的探测系统的特点将与最近的一些电子测试结果一起介绍。
2019-10-24 nucl-ex physics.ins-det
Development and test of a mini-Data Acquisition system for the High-Luminosity LHC upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
包括ASIC和FPGA板在内的新的前端电子设备正在为ATLAS的漂移管（MDT）探测器开发，以处理高亮度LHC运行中预期的大数据速率和恶劣环境。一个移动数据采集（miniDAQ）系统的设计，以执行这些前端电子集成测试。此外，它还将用于96个小半径MDT（sMDT）室的地面调试，并用于在现有ATLAS MDT室上集成和调试新的前端电子设备。本文详细介绍了miniDAQ硬件和固件。miniDAQ系统也被用来读出新的前端电子sMDT原型室使用宇宙μ子和获得的结果显示。
2022-05-26 physics.ins-det
New read-out electronics for ICARUS-T600 liquid Argon TPC. Description, simulation and tests of the new front-end and ADC system
ICARUS T600是一种主要用于中微子物理的液氩时间投影室（LAr-TPC）探测器，于2016-2017年在CERN进行了重大检修，其中还包括新设计的读出电子器件，考虑到其从2019年开始在费米实验室的短基线中微子（SBN）束上运行。新的更紧凑的电子设备显示出更有效地处理信号的能力，也在中间感应2线平面中，具有显著增加的信噪比（S/N），允许在该视图中也进行电荷测量。介绍了新的前端和模数转换（ADC）系统，以及在CERN用宇宙射线对50升液氩TPC进行的测试结果。
2018-05-10 physics.ins-det
Front-End electronics configuration system for CMS
CERN的四个LHC实验已经决定使用商业SCADA（监督控制和数据采集）产品来监督其DCS（探测器控制系统）。因此，CMS DCS所使用的SCADA是来自ETM公司的PVSS II。该SCADA具有自己的数据库，适用于存储电压，温度和压力等常规控制数据。此外，需要存储校准数据和FE（前端）电子配置。这些数据量太大，无法存储在SCADA数据库中[1]。因此，将使用外部数据库管理此类数据。然而，该数据库应完全集成到SCADA框架中，应可从SCADA访问，并应受益于SCADA功能，例如报警、日志记录。对于原型设计，Oracle 8i被选为外部数据库管理器。校准常数和FE电子配置的控制系统的开发是与CMS跟踪器组和JCOP（联合控制项目）密切合作完成的（1）。（1）四个LHC实验和CERN IT/CO小组已将它们的努力合并起来建立实验控制系统，并为此于1997年12月底建立了JCOP。
2001-12-17 physics.ins-det
High-resolution timing electronics for fast pixel sensors
基于具有定时能力的像素的检测器在过去几年中变得越来越重要。由于在可预见的实验条件下轨道密度的增加，未来在对撞机上进行的高能物理实验需要在跟踪中使用时间信息。固态传感器正在进行各种不同的开发，以获得传感器级别的高分辨率性能，例如LGAD传感器或3D传感器。最近获得了约20 ps的固有传感器时间分辨率。传感器端性能的不断提高强烈要求前端电子设备端进行充分的开发，这可能会成为跟踪或顶点检测系统的性能瓶颈。本文旨在分析一种典型的前端电路，跨阻放大器，考虑不同的可能的电路配置的最终可能的性能。将给出用于定时测量的传感器读出的优选操作模式的证据。
2020-08-22 hep-ex physics.ins-det
Machine-Learning-Based Waveform Discrimination in the Front-End Electronics of the Belle II Central Drift Chamber for Cross-Talk Noise Reduction
High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；University of Hawaii（夏威夷大学）
针对 Belle II 中央漂移室前端电子学串扰噪声问题，开发基于机器学习的波形鉴别方法，在赛灵思 Virtex-5 FPGA 中实现紧凑快速的增强决策树模型，有效降低噪声，验证了该方法在探测器前端电子学中应用的可行性和潜力。
2026-07-29 hep-ex physics.ins-det
Development of the front-end electronics for a cost-effective PET-like detector system
本文通过采用长条塑料闪烁体、定制2x2 SiPM阵列及前置放大器，降低PEPT探测器系统成本，并实验验证串联混合互连与反相前置放大器组合性能最佳。
2023-10-28 hep-ex physics.ins-det
Evaluation of the optical cross talk level in the SiPMs adopted in ASTRI SST-2M Cherenkov Camera using EASIROC front-end electronics
ASTRI（Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana）是意大利教育、大学和研究部的旗舰项目，其主要目标是设计和建造切伦科夫望远镜阵列的小型望远镜原型。样机名为应科院SST-2 M，采用Schwarzschild-Couder配置的宽视场双镜光学系统，探索电磁波谱的VHE范围。焦平面上的相机基于硅光电倍增器探测器，这是探测天文切伦科夫光的创新解决方案。这篇文章报告了一些初步的结果之间的SiPM像素应科院SST-2 M相机预见的光学串扰水平的评估。
2013-12-02 physics.ins-det
