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
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
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
A 16-ch module for thermal neutron detection using ZnS:${}^6$LiF scintillator with embedded WLS fibers coupled to SiPMs and its dedicated readout electronics
在中子衍射仪升级改造的框架内，研制了一套可扩展的16通道热中子探测系统。该探测器是基于ZnS：${}^6$ LiF闪烁体与嵌入WLS光纤的SiPM读出。在本文中，我们提出了16通道模块，专用的读出电子设备，与当前的${}^3$ He探测器和16通道检测模块，和通道到通道的均匀性得到的衍射仪的性能之间的直接比较。
2016-03-30 physics.ins-det
Fabrication of Analog Electronics for Serial Readout of Silicon Strip Sensors
研制了一套用于硅条传感器串行读出的模拟电路板。市售放大器安装在自制的混合板上，以接收来自硅条传感器的模拟信号。此外，另一个自制的电路板制造，以便将放大器控制信号转换成合适的格式，并提供偏置电压的放大器以及硅传感器。我们讨论了我们开发的电路板的制造工艺和性能的技术细节。
2007-04-23 physics.ins-det
Development of signal readout electronics for LEGEND-1000
大型浓缩锗无中微子$ββ$衰变实验（LEGEND）是一个未来的吨级实验计划，将以前所未有的灵敏度在同位素$^{76}$ Ge中寻找无中微子双β衰变（$0νββ$）。为了在数据采集约10年后，在超过$10^{28}\,$年的半衰期达到预计的发现灵敏度，在无背景环境中操作至关重要。这可以通过使用诸如专用集成电路（ASIC）技术的高度集成的读出电子器件来支持。在这项工作中，我们研究了市售的ASIC电荷敏感探测器，XGLab CUBE探测器，以及p型点接触高纯锗探测器的属性和电子性能。
2019-11-18 physics.ins-det
Proposal of Readout Electronics for CSNS-WNS BaF2 Detector
BaF_2（氟化钡）探测器是正在建设中的中国空间中子源白中子源（CSNS-WNS）的实验装置之一。它是专为精确测量（n，gamma）截面与总92晶体元素和完全4 π球面度覆盖。在读出电路中，采用了1GSps采样率和12位分辨率的波形数字化技术来精确捕获探测器信号。为了解决大规模数据读出和处理的问题，读出电子系统被设计成具有4个PXIe机箱的分布式架构。数字化的探测器信号通过背板上的PCIe总线集中到PXIe机箱控制器，并通过千兆以太网并行传输到数据采集系统。此外，时钟和触发器可以通过高精度的分布网络同步扇出到各个电子通道。测试结果表明，该读出电子学系统样机性能良好，配合良好。
2016-08-12 hep-ex physics.ins-det
Trigger and readout electronics for the STEREO experiment
STEREO实验将通过测量反中微子能谱作为与源ILL核反应堆距离的函数来寻找无菌中微子。一个专用的电子系统，托管在一个单一的microTCA板条箱，是专为这个实验。它在两个阶段中执行触发，具有各种可选条件，通过UDP/IPBUS处理和读出68个光电倍增管信号，以250 MSPS连续数字化。此外，对于检测器性能监测，电子设备允许通过与数据采集同步地驱动LED来进行在线校准。本文介绍了电子的要求，架构和实现的性能。
2016-01-18 physics.ins-det
Readout Electronics for CEPC Semi-Digital Hadron Calorimeter Pre-prototype
CEPC（Circular Electron and Positron Collider）是我国粒子物理界提出的大型实验装置。它的一个运行选项是希格斯工厂。量热仪是本实验的主要组成部分，用于测量射流能量。半数字强子量能器（SDHCAL）是强子测量的一种选择。GEM探测器以其高位置分辨率和灵活的结构成为SDHCAL有源层的候选材料之一。本文的主要目的是为基于GEM的半数字强子量能器提供一种可行的读出方法。设计并实现了一个小型样机，包括前端板和数据接口板。电子原型已经过测试。所有通道的等效RMS噪声低于0.35fC。动态范围高达500fC，增益变化小于1%。读出电路应用于双层GEM探测器上，读出垫为1cm*1cm。结果表明，该电子学与探测器工作良好。MIP的检测效率在95%以上，阈值为5fC。
2018-11-21 physics.ins-det
Readout electronics of silicon detectors used in space cosmic-ray charges measurement
介绍了一种用于空间宇宙线电荷测量的多通道硅探测器读出电子学及其性能测试结果。该方法采用IDEAS公司的64通道电荷敏感ASIC（VA140）。该系统具有低功耗、低噪声、大动态范围、高集成度等特点，可用于未来基于硅探测器的粒子探测实验。
2013-07-11 hep-ex physics.ins-det
Design of the readout electronics for the DAMPE Silicon Tracker detector
硅跟踪器（STK）是DAMPE卫星上用于测量高能宇宙线入射方向的探测器。它由6个X-Y双层硅微带探测器组成，具有73，728个读出通道。在恶劣的空间环境下，如何读出通道数据和处理海量数据是一个巨大的挑战。采用1152个专用集成电路（ASIC）和384个模数转换器（ADC）读出探测器通道。192个跟踪器前端混合（TFH）模块和8个相同的跟踪器读出板（TRB）模块被设计用于控制和数字化前端信号。本文将详细介绍STK读出电路的设计及其性能。
2016-06-16 astro-ph.IM physics.ins-det
Characterization of the JUDIDT Readout Electronics for Neutron Detection
位于Juelich研究中心的中央工程、电子和分析研究所（ZEA-2）的中子和伽马探测器开发小组与欧洲研究所合作，开发了一个愤怒相机原型，用于改进中子径迹的撞击点重建。探测器是一个充满$^3He+CF_4$气体的腔室，用于中子捕获和随后的氚和质子的产生。离子的能量沉积引起漂移电子，当它们接近微带阳极结构时具有雪崩放大。在电子漂移和雪崩阶段产生的闪烁光由四个真空光电倍增管收集。通过软件算法进行位置重建。JUDIDT读出电子设备在ZEA-2进行了修改，以满足原型的数据采集要求。这里介绍和评论的电子调试的结果。
2013-04-24 physics.ins-det
A Compact Readout Electronics Based on Current Amplifier for Micromegas Detector in Muon Imaging
针对 Micromegas 缪子成像的多通道读出难题，本文设计基于 ADAS1128 的紧凑型 FEE，并通过放射源和宇宙射线缪子实验验证其能量与空间成像性能。
2024-10-25 physics.ins-det
Prototype of the Readout Electronics for WCDA in LHAASO
在大型高空空气簇射天文台（LHAASO）中，水切伦科夫探测器阵列（WCDA）是关键部件之一。该WCDA由3600光电倍增管（PMT）分散在一个90000平方米的面积，高精度的时间和电荷测量需要在一个大的动态范围从1到4000光电子（PE）。为了实现优于500 ps RMS的时间测量精度，需要在400个前端电子（FEE）模块之间进行高质量的时钟分配和自动相位补偿。为了简化读出电路结构，时钟、数据和命令通过400米光纤同时传输，而高速数据传输接口基于TCP/IP协议实现。本文介绍了WCDA读出电子学样机的设计和测试。测试结果表明，电荷分辨率优于10%RMS@1 P.E.和1% RMS@4000 P.E.，并且在整个动态范围内成功地实现了优于300 ps RMS的时间分辨率，超出了应用要求。
2019-08-05 physics.ins-det
Study on FPGA SEU Mitigation for Readout Electronics of DAMPE BGO Calorimeter
BGO量热计是暗物质粒子探测器（DAMPE）的关键子探测器，它能提供宽测量范围的初级宇宙线谱。量热计的读出电路由16片Actel ProASIC Plus基于FLASH的FPGA组成，其中的设计级触发器和嵌入式块RAM在恶劣的空间环境下具有单粒子翻转（SEU）敏感性。为了满足辐射硬度保证（RHA）的要求，本文分析了部分三模冗余（TMR）、CRC校验和、多域复位等SEU抑制方法，并通过重离子束实验进行了验证。在读出电路中，采用多级冗余的FPGA设计，实现了具有SEU容限和低资源消耗特性的读出电路。
2014-06-16 hep-ex physics.ins-det
Precise Clock Synchronization in the Readout Electronics of WCDA in LHAASO
水切伦科夫探测器阵列（WCDA）是大型高空空气簇射天文台（LHAASO）的关键部件之一。在WCDA，3600光电倍增管（PMT）和前端电子（FEE）分散在一个90000平方米的面积内，而时间测量分辨率优于0.5纳秒所需的读出电子。为了实现这样的时间测量精度，需要在400个FEE（每个FEE用于9个PMT读出）之间进行高质量的时钟分配和同步。为了简化电子系统架构，数据、命令和时钟通过FEE与时钟和数据传输模块（CDTM）之间400米距离的光纤同时传输。在这篇文章中，我们提出了一种新的方法的基础上，白兔（WR），以实现完全自动的时钟相位对准不同的FEE之间。原始WR被增强以克服由于环境温度变化而引起的时钟延迟波动。本文介绍了总体方案，原型电子学的设计，和初步的测试结果。结果表明，在1km光纤上实现了优于50ps的时钟同步精度，远远超出了应用要求。
2019-07-24 physics.ins-det
C2D8: An eight channel CCD readout electronics dedicated to low energy neutron detection
冷中子和超冷中子（UCN）位置敏感探测器用于基础研究。特别是，测量弹跳中子的量子态的性质需要微米级的空间分辨率。为此，LPSC正在开发一种涂有薄转换层的电荷耦合器件（CCD），可以实时检测中子撞击。在本文中，我们提出了一个专用的电子板的设计和性能，旨在读出8个CCD同时在真空下工作。
2017-10-24 physics.ins-det
Towards a two-dimensional readout of the improved CMS Resistive Plate Chamber with a new front-end electronics
作为紧凑型μ子螺线管实验第二阶段升级计划的一部分，新的电阻板室将安装在前部区域。在大型强子对撞机的高亮度阶段，预计在该地区的高背景条件，因此，已提出了一种改进的RPC设计与新的前端电子保持更高的速率能力和更好的时间分辨率。一种新的技术被用于前端电子设备，导致非常低的可实现的阈值的数量级为几个fC。在改进的RPC的设计中至关重要的是二维读出的能力，以提高空间分辨率，主要是由触发器的要求。在这项工作中，第一个性能的结果，对这个二维读出的基础上采取的数据与两个嵌入式正交读出条的真实大小的原型室。此外，专门研究的μ子簇的大小作为石墨电阻率的函数进行了讨论。
2020-05-31 hep-ex physics.ins-det
A detector-emulation method for realistic readout-electronics tests. A case study of VMM3a ASIC for sTGC detector
提出了一种探测器仿真方法。它允许在受控条件下测试任何具有真实探测器样信号的读出电子器件，超出了基于辐射源的任何实验的限制。它可以替代昂贵的测试梁运动，或预测其结果。探测器仿真器是探测器概念工程设计的强大工具，其能够再现任何探测器信号特征以测试电子响应。这里，该方法被应用于使用sTGC检测器仿真信号测试的VMM 3a ASIC的情况。再现了强γ背景下电荷谱和μ子探测效率的测量结果。研究了不同衰减电路的效果。
2022-02-06 hep-ex physics.ins-det
Preliminary Investigation of a Waveform Analysis with the WASA and the ACQIRIS Readout Electronics
位于于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）的中央工程、电子和分析研究所（ZEA-2）的中子和伽马探测器开发小组正在开发一种快速愤怒相机原型，以提高中子探测过程中伽马污染的抑制能力。该原型基于中子捕获的吸收板和由Hamamatsu的4x 4真空光电倍增管R268矩阵收集的随后产生的吸收光。根据入射中子的撞击点位置，由不同的PMT收集光，并且通过专用算法可以计算x和y坐标。在本说明中，WASA和ACQIRIS读出电子进行了比较，同时进行波形分析的信号产生的模拟脉冲发生器和LED+PMT系统。考虑了前置放大器和放大器的不同选择，并在这里给出了结果和评论。在原型开发的这个阶段，没有进行系统的研究，而这项工作的范围只是通过使用两个读出系统来验证操作原理。
2013-07-16 physics.ins-det
Performance of cryogenic charge readout electronics with the ARGONTUBE LAr TPC
Argontube是一种液态氩时间投影室（TPC），电子漂移长度可达5米，配备有低温电荷敏感前置放大器。在这项工作中，我们提出了其性能的结果，包括新的低温电荷敏感前置放大器与以前使用的室温操作的电荷前置放大器的比较。
2014-10-30 hep-ex physics.ins-det
Proton and Neutron Irradiation Tests of Readout Electronics of the ATLAS Hadronic Endcap Calorimeter
ATLAS强子端盖量热计的读出电子设备必须承受未来高亮度LHC（HL-LHC）的辐射环境，其辐射环境比设计值大10倍。GaAs ASIC是读出电子学的核心，它已经暴露在中子和质子辐射下，其通量高达HL-LHC运行十年的总预期通量的十倍。中子测试在捷克共和国Rez的NPI进行，其中36 MeV的质子束被引导到厚的重水靶上以产生中子。质子辐照是在瑞士维利根的PSI质子辐照设施的PROSCAN区域用200 MeV质子进行的。在这两个测试中的S参数的原位测量允许评估频率相关的性能参数-如增益和输入阻抗-作为注量的函数。ASIC响应的线性度已被直接测量在中子试验中，具有变化幅度的三角形输入脉冲。给出了在HL-LHC条件下的性能测量结果和预期的性能退化。
2012-11-16 physics.ins-det
Investigation of ASIC-based signal readout electronics for LEGEND-1000
LEGEND是一个大型的无中微子$ββ$衰变的浓缩锗实验，是一个吨级的实验计划，以前所未有的灵敏度寻找同位素$^{76}$ Ge中的无中微子双β（$0νββ$）衰变。在低背景$^{76}$ Ge基GERDA和MAJORANA DEMONSTRATOR实验成功的基础上，LEGEND合作的目标是在大约$10\,\text{t}\cdot\text{yr}$暴露的情况下，在衰变半衰期上超过$10^{28}\,$年的信号发现灵敏度。靠近探测器的信号读出电子设备通过降低电子噪声和提高脉冲形状分析能力以抑制背景，在最大化实验发现灵敏度方面发挥着重要作用。然而，这种接近性也对电子设备的辐射安全性提出了独特的挑战。专用集成电路（ASIC）技术允许将整个电荷敏感放大器（CSA）实现到单个低质量芯片中，同时改善电子噪声并降低功耗。在这项工作中，我们研究了市售的ASIC CSA，XGLab CUBE探测器，以及p型点接触高纯锗探测器的属性和电子性能。我们表明，低噪声水平和优异的能量分辨率，可以获得这种读出。此外，我们证明了脉冲形状歧视技术减少背景事件的可行性。
2020-07-03 physics.ins-det
Readout Electronics of T0 Detector in the External Target Experiment of CSR in HIRFL
基于多间隙电阻板室（MRPC）技术的T0探测器是外靶实验的关键部件之一。通过对MRPC信号的精确测量，可以获得束流撞击目标的时间，并将其用作其他探测器的开始时间。为T0探测器设计了一个读出电子学系统。基于NINO ASIC设计了T0探测器内部和外部MRPC的前端电子学（FEE）电路，实现了高精度的前沿鉴别和电荷-时间转换（QTC）。FEE的输出脉冲随后通过高精度时间数字化模块进行数字化，该模块具有时间数字转换器（TDC）、触发匹配和集成在现场可编程门阵列（FPGA）器件内的其他控制逻辑。为了评估功能和性能，我们还对电子设备进行了一系列测试。结果表明，系统工作正常，电子学时间精度优于21 ps，满足应用要求。
2019-09-24 physics.ins-det
Proposal of the Readout Electronics for the WCDA in LHAASO Experiment
大型高空空气簇射观测站（LHAASO）是一个用于甚高能γ射线源探测的实验装置，水切伦科夫探测器阵列（WCDA）是其中的主要组成部分。在WCDA中，总共有3600个PMT被放置在四个池塘中的水下，每个池塘的尺寸为150 m x 150 m。PMT信号需要精确的时间和电荷测量，在从单个P.E.（光电子）至4000 P.E.为了满足大面积分布的前端节点对信号测量的高要求，开发了特殊的技术，如多增益读出，时钟，命令和数据的混合传输，精确的时钟相位对准，以及新的触发电子学。我们提出的读出电子架构的WCDA和几个原型模块，这是目前在实验室中进行测试。
2013-07-01 astro-ph.IM physics.ins-det
A simulation suite for readout with SMuRF tone-tracking electronics
我们提出了一个模拟套件的细节与SLAC微谐振器RF（SMuRF）电子模拟读出的影响。SMuRF电子器件是一种温读出和控制系统，用于基于超导微波谐振器的探测器系统。该系统已与BICEP/Keck计划一起使用，并将用于即将到来的西蒙斯天文台和BICEP阵列实验。该仿真套件是用于离线分析、建模和研究的主要SMuRF算法的软件实现。如果没有正确建模，则用于校准、谐振器频率估计和音调跟踪的固件实现的算法存在潜在偏差或误差的来源。模拟器将真实探测器信号、真实谐振器特性和SMuRF相关的用户控制读出设置作为输入。它将探测器时间流的最终通量斜坡解调输出返回给实验数据采集系统，从而能够分析读出相关参数对最终科学数据的影响。它在Python中公开提供，并附带了用于用户教程的Quixyter笔记本。
2022-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det
Performance and Quality Control of a Radiation-Hard 12-bit 40 MSPS ADC for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Trigger Readout Electronics Phase-I Upgrade at the LHC
为欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机ATLAS液氩量能器的触发读出电路第一阶段升级设计了一个抗辐射的四通道12位40 MSPS流水线模数转换器（ADC）。定制设计的最终版本，在商业130 nm CMOS工艺制造，提出并发现，以满足系统的模拟性能和辐射耐受性的要求。描述了17200 ADC的质量控制程序，并给出了结果。
2020-03-06 hep-ex physics.ins-det
Clock Distributing for BaF2 Readout Electronics at CSNS-WNS
为了在中国空间中子源白中子源（CSNS-WNS）上精确测量（n，γ）截面，设计了氟化钡（BaF 2）探测器阵列。它是由92个BaF 2晶体元件组成的4π立体角形探测器阵列。采用波形数字化技术支持下的脉冲形状判别方法对BaF 2探测器输出的信号进行判别。共有92个数字化通道。时钟分配的精度和同步性是制约波形数字化性能的重要因素。本文介绍了CSNS-WNS的BaF 2读出电子学时钟样机。它基于PXIe平台，具有两级树拓扑结构。在第一阶段中，时钟通过同轴电缆长距离同步地从树根分配到每个PXIe机箱，而在第二阶段中，时钟进一步通过PXIe专用差分星形总线分配到每个电子模块。在这种拓扑结构的帮助下，每个树节点可以扇出多达20个时钟与3U的大小。测试结果表明，时钟抖动小于20 ps，满足BaF 2读出电子学的要求。此外，该时钟系统还具有高密度、简单、可扩展性好、成本低等优点，可广泛应用于其它时钟精确分配的应用中。
2016-02-22 physics.ins-det
Signal Readout Electronics for LEGEND-200
LEGEND（Large Enriched Germanium Experiment for Neutrinoless Double-β衰变）是一个吨级的实验计划，使用富含同位素$^{76}$ Ge的高纯锗探测器寻找无中微子双β（$0 νββ$）衰变。对$0 νββ$衰变的观测将明确地证明轻子数破缺的存在，并提供对中微子质量性质的深入了解。该实验第一个200公斤阶段（LEGEND-200）的现场施工将于2020年年中在Gran Sasso地下实验室（意大利，Laboratory Nazionali del Gran Sasso）开始。为了在$0 νββ$半衰期上实现$10^{27}$年的灵敏度，超净低噪声信号读出电子器件是必不可少的，因为它们影响实验的背景预算和背景抑制的效率。在这方面的贡献，目前的状态的信号读出电子的LEGEND-200。
2019-11-13 nucl-ex physics.ins-det
Development of Readout Electronics for a High-Speed Event-Driven Neutron Imaging Detector Based on Timepix4
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Spallation Neutron Source Science Center（散裂中子源科学中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）
本文提出了一种基于Timepix4芯片的高性能读出电子系统，实现了160 Gbps的全带宽读出，并通过实验验证了其稳定性和功能性。
2026-03-10 physics.ins-det
The JUNO experiment and its electronics readout system
正在建设中的江门地下中微子观测站（JUNO）的主要目标是确定中微子质量等级和测量亚百分之一级的振荡参数。该探测器由20千吨液体闪烁体和17612个20英寸光电倍增管以及25600个3英寸小型光电倍增管组成，光电阴极覆盖率为77%。电子系统分为两个主要部分。前端系统位于水下，执行模拟信号处理。后端电子系统位于水外，由DAQ和触发器组成。目前的生产状态的实验以及电子系统的设计将报告在演示文稿。
2022-02-09 hep-ex physics.ins-det
Application and Optimization of the GET Electronics System for Double-Sided Silicon Strip Detector Readout
Peking University（北京大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of Modern Physics（近代物理研究所）；Fudan University（复旦大学）
本研究针对多通道双面硅条探测器读出需求，优化GET系统的接口板电容与能量提取算法，实现5.49 MeV α粒子22 keV能量分辨率，验证了GET系统作为多通道DSSD读出的通用可扩展波形采样方案的适用性。
2026-10-12 nucl-ex physics.ins-det
Readout Electronics Tests and Integration of the ATLAS Semiconductor Tracker
半导体跟踪器（SCT）与像素探测器和过渡辐射跟踪器（TRT）一起构成了大型强子对撞机ATLAS实验的中央跟踪系统。它由单面微带硅传感器组成，通过基于DMILL技术的二进制ASIC读出，数据通过抗辐射光纤传输。在概述SCT探测器布局和读出系统之后，介绍了大尺度结构的最后阶段组装以及与TRT的集成。重点是通过不同的集成阶段，包括检测器控制和数据采集系统的整体SCT检测器系统的电气性能。
2007-02-28 physics.ins-det
Single-channel electronic readout of a multipixel superconducting nanowire single photon detector
我们提出了一种时间超过阈值读出技术计数激活的像素从超导纳米线单光子探测器（SNSPD）阵列的数量。这种技术保持了单个像素的固有定时抖动，不会对低温恒温器施加额外的热负载，并保持了时间标记器的固有计数率。我们证明了一个四像素设备的原理操作。此外，我们表明，给定一些允许的误差阈值，可以可靠地读出的像素的数量与单个像素响应的固有信噪比成线性关系。
2019-11-12 physics.ins-det quant-ph
Spaceflight KID Readout Electronics for PRIMA
NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；NASA Jet Propulsion Laboratory（美国宇航局喷气推进实验室）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Department of Physics, Arizona State University（亚利桑那州立大学物理系）
PRIMA任务开发了高耐辐射的KID读出电子设备，支持多路复用1000个探测器，适应L2轨道并切换两种不同频段的仪器。
2026-01-06 astro-ph.IM physics.ins-det
Ultrahigh-Resolution Wireless Capacitance Readout Based on Single Real Mode in Perturbed Parity-Time-Symmetric Sandwich-Type Electronic Trimer
由于电感电容（LC）微传感器的尺寸有限，高性能的询问一直是一个长期存在的挑战。宇称-时间（PT）对称性是量子物理学中的一个有趣的概念，被用来提高传统读出电路的光谱分辨率和灵敏度，但PT对称性条件必须满足。在这项工作中，一种基于微扰PT对称电子三聚体的MEMS型无线电容读出机制，无需手动调谐读出器电路。通过求解系统方程的理论本征值分析表明，系统在弱耦合区表现为单实模，其本征频率随中性谐振器电容的变化而变化。此外，所提出的读出系统具有更宽的读出电容范围相比，标准的PT对称为基础的系统，同时保持更高的Q值相比，传统的读出方法，这已被验证与实验样机的基础上印刷电路板。我们的工作不仅丰富了非厄米物理的基础理论，而且在需要更长询问距离的场景中显示出潜在的应用，例如植入式医疗设备，恶劣环境下的参数检测等。
2022-09-06 physics.app-ph physics.ins-det
Radiation Testing of New Readout Electronics for the CMS ECAL Barrel
本文介绍了为CMS ECAL桶部在HL-LHC运行而设计的新读出电子学，通过在CERN和PSI设施对原型读出塔进行辐射测试，验证了其在预期辐射环境下的正常功能。
2025-03-05 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
CONCERTO: Readout and control electronics
CONCERTO光谱成像仪器于2021年4月安装在阿塔卡马探路者实验（APEX）12米望远镜上。它被设计用来观察电离碳原子发出的辐射，[CII]，并使用“强度映射”技术来设置对尘埃恒星形成星系功率谱的第一个限制。该仪器具有两个阵列的2152像素构成的集总元件动态电感探测器（LEKID）在低温下，冷光学和快速傅里叶变换光谱仪（FTS）。为了读出和操作仪器，设计并调试了一个新设计的电子系统，该系统位于五个microTCA板条箱中，由十二个读出板和两个控制板组成。本文介绍了该系统的结构和性能。
2022-10-21 astro-ph.IM physics.ins-det
Readout electronics and data acquisition system of PandaX-4T experiment
PandaX-4 T是位于中国锦屏地下实验室的暗物质直接探测实验。中心装置是一个双相氙探测器，在灵敏体积中含有4吨液体氙，在探测器的顶部和底部装有大约500个光电倍增管。在本文中，我们提出了一个全新的读出电子学和数据采集系统的PandaX-4 T实验。与之前PandaX暗物质实验中使用的系统相比，新系统具有无源读出和更高的带宽。在无源读出的情况下，暗物质搜索不会受到外部触发器效率损失的影响。该系统以96%的平均效率记录了占主导地位的光电倍增管的单个光电子信号，并实现了超过450 MB/s的带宽。该系统已被用于成功地获取数据在PandaX-4 T的调试运行。
2022-02-16 hep-ex physics.ins-det
Design of the Readout Electronics for the TRIDENT Pathfinder Experiment
深海中微子望远镜是未来的大型下一代中微子望远镜。2021年9月，TRIDENT探路者实验（TRIDENT EXplorer，简称T-REX）完成了对南海深海水质的原位测量。T-REX仪器集成了两个独立和互补的系统，一个光电倍增管（PMT）和一个摄像系统，以测量深海水的光学和放射性特性。部署了一个光发射器模块和两个光接收器模块，它们通过使用白兔（WR）技术同步。光发射器模块产生纳秒宽度的LED脉冲，而光接收器模块托管三个PMT和一个相机来检测光子。水下仪器和数据采集系统（DAQ）进行实时命令和数据传输。我们报告的设计和性能的读出电子T-REX，包括硬件模块，数字信号处理的固件设计，和主机软件。
2023-03-06 physics.ins-det
An Open Source RFSoC-based Readout Electronics System for Arrays of Kinetic Inductance Detectors and Superconducting Resonators
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；NASA Jet Propulsion Laboratory（美国国家航空航天局喷气推进实验室）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Custom Design and Instrumentation, LLC（Custom Design and Instrumentation有限责任公司）
该研究开发了基于RFSoC的开源读出电子学系统，可实现KID等超导谐振器的频分复用读出，具备噪声表征功能，适用于毫米波成像仪相关应用。
2026-08-05 physics.ins-det
Integration and characterization of Readout Electronics System for dN/dx Measurement with Drift Chamber Prototype
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Spallation Neutron Source Science Center（散裂中子源科学中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文设计并评估了用于漂移室的可扩展读出原型，验证了高精度粒子识别的可行性，展示了系统在带宽、噪声和时间抖动方面的性能。
2026-03-28 physics.ins-det
Development of readout electronics for POLARBEAR-2 Cosmic Microwave Background experiment
具有大复用因子的过渡边缘传感器（TES）测辐射热计的读出是下一代宇宙微波背景（CMB）实验Polarbear-2的关键，该实验具有7，588个TES测辐射热计。为了实现大阵列，我们一直在开发一个读出系统，在频域中的复用因子为40。将该架构扩展到40个测辐射热计需要将SQUID电子器件的带宽增加到4 MHz以上。本文重点介绍低温读出，并显示它如何影响串扰和TES测辐射热计的响应度。诸如用于LC滤波器的电容器的等效串联电阻（ESR）的串联电阻导致测辐射热计的非线性响应。布线电感调制测辐射热计两端的电压并引起串扰。为了减小CMB观测中的系统误差，必须对它们进行很好的控制。我们一直在开发具有低串联阻抗的低温读出器，并在高频（> 3 MHz）过渡期间对测辐射热计进行了调谐。
2015-12-23 astro-ph.IM physics.ins-det
Development of front-end readout electronics for silicon strip detectors
研制了硅条探测器前端读出电子学系统。该系统采用专用集成电路（ASIC）ATHED来实现多通道电测。ASIC芯片的慢速控制通过并口实现，ASIC芯片的时序控制信号由CPLD提供。数据采集采用PXI数据采集卡实现。系统软件在Windows XP操作系统下使用LabWindows/CVI开发，具有友好的用户界面。测试结果表明，在5.48MeV的α能量下，系统的能量分辨率约为1.22%，最大通道串扰为4.6%。该系统性能可靠，适用于核物理实验。
2011-06-10 hep-ex physics.ins-det
Prototype of Readout Electronics for the ED in LHAASO KM2A
KM 2A（一平方公里的广泛空气簇射阵列）是LHAA- SO（大型高海拔空气簇射观测站）项目中最大的探测器阵列。KM 2A由5635个ED（电磁粒子探测器）和1221个MD（μ子探测器）组成。ED在野外分布和暴露。光电倍增管（光电倍增管）信号的读出采用阳极和倍增管两个通道。本文提出的读出电子学的目标是精确测量光电倍增管信号的电荷和到达时间，该信号覆盖从20 P. E（光电子）到2 × 10^5 P. E的大幅度范围。通过使用无触发架构，我们将信号传输到PMT附近。所有数字化数据通过简化的WR（白兔）协议传输到DAQ（数据采集）。与传统的高能实验相比，大面积时间测量的高精度和野外温度效应的抑制成为关键技术。实验表明，该设计达到了项目要求。
2015-11-12 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the Electronic Noise in the Readout of Resistive Micromegas in the High-Angle Time Projection Chambers of the T2K Experiment
针对T2K实验大角度时间投影室中基于电阻型Micromegas和AFTER芯片的读出系统，建立了电子学噪声分析模型，并验证了蒙特卡罗模拟与实验数据的高度一致性。
2025-04-10 physics.ins-det
A radiation-hard dual-channel 12-bit 40 MS/s ADC prototype for the ATLAS liquid argon calorimeter readout electronics upgrade at the CERN LHC
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ATLAS液氩量热计的读出电子升级需要抗辐射ADC。介绍了一种抗辐射双通道12位40 MS/s流水线ADC的设计。该设计包括两个流水线A/D通道，每个通道有四个乘法数模转换器，后面是8位逐次逼近寄存器模数转换器。该定制设计采用商用130 nm CMOS工艺制造，在10 MHz下，单通道40 MS/s时的SNDR性能为67.9 dB，延迟为87.5 ns（到第一位读出），而总功耗为50 mW/通道。该芯片使用两种电源电压：1.2和2.5 V。测量并确定辐照期间对单粒子效应的灵敏度，以满足系统要求。
2017-06-05 physics.ins-det
A test platform for the detection and readout chain for the Athena X-IFU
我们为Athena X-IFU检测链提供了一个测试平台，该平台将作为X-IFU代表性端到端检测和读出链的首次演示，使用未来飞行电子设备和当前可用子系统的原型。这个测试台，安置在一个商业两阶段的ADR低温恒温器，包括一个焦平面阵列放置在50 mK的ADR冷阶段与过渡边缘传感器微量热光谱仪和相关的冷读出电子千像素阵列。X-IFU的原型室温电子设备提供读数，并将随着时间的推移而发展，以更能代表X-IFU任务基线。该测试台产生了关于子系统设计和接口的关键反馈，特别是温读出电子设备，并将提供一个内部检测系统，用于继续测试和开发温读出电子设备以及验证X射线校准源。在本文中，我们描述了测试台的子系统和设计，低温恒温器的特性，以及该项目的现状。
2021-07-07 astro-ph.IM physics.ins-det
Performance of the new Readout Electronics for the ATLAS (s)MDT Chambers and Future Colliders at High Background Rates
具有15 mm管直径的小直径漂移管（sMDT）探测器已被证明是未来强子对撞机（如HL-LHC和FCC-hh）实验中精确μ子跟踪探测器的优秀候选者，这些实验需要前所未有的高背景速率能力。sMDT腔室目前正在安装在ATLAS μ子谱仪的内筒层中。sMDT漂移管在μ子检测效率和空间分辨率方面的速率能力受限于读出电子器件的性能。研制了一种用于HL-LHC和未来强子对撞机的新型MDT ASD（放大器-整形器-鉴别器）读出芯片，与旧芯片相比，它具有更快的峰值时间，减少了峰值阈值交叉时间抖动，从而提高了有和没有$γ$背景辐射的时间和空间分辨率。此外，将提出一种通过调整sMDT工作电压来补偿在高$γ$背景命中通量下由于空间电荷引起的气体增益下降的方法。仿真结果表明，在前端电子芯片中添加有源基线恢复电路，以抑制高计数率下的信号堆积效应，进一步导致效率和分辨率的显着提高。在CERN伽马辐照设施（GIF++）中使用sMDT测试箱进行了广泛的测试。室配备了新的读出芯片与改进的脉冲整形和离散读出电路与基线恢复功能进行了测试。
2021-12-09 hep-ex physics.ins-det
A Radiation-Hard Dual Channel 4-bit Pipeline for a 12-bit 40 MS/s ADC Prototype with extended Dynamic Range for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Readout Electronics Upgrade at the CERN LHC
介绍了一种用于欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机ATLAS液氩量热计读出电路升级的抗辐射双通道12位40 MS/s扩展动态范围流水线ADC的设计。该设计由两个流水线A/D通道和四个乘法数模转换器组成，每个转换器的标称分辨率为12位。该设计采用IBM 130 nm CMOS工艺制造，在2.5 V电源下，单通道SNDR在18 MHz、40 MS/s时的性能为68 dB，而每通道功耗为55 mW，辐照后性能没有下降。各种增益选择算法，以实现扩展的动态范围的实施和测试。
2013-07-31 hep-ex 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
Deployment of the readout electronics for the BESIII Cylindrical GEM Inner Tracker
北京谱仪（BESIII）是位于北京正负电子对撞机（BEPCII）的实验装置。最近批准的BESIII数据采集的十年延长促使BEPCII对撞机的升级计划，该实验和一些子探测器组成的光谱仪。目前的内部漂移室正在遭受老化，已经提出用基于圆柱形气体电子倍增器（CGEM）技术的检测器来代替它。CGEM内跟踪器（CGEM-IT）由三层同轴GEM组成。轻量级跟踪器旨在恢复效率并改善z确定和二次顶点位置重建，从而获得更好的性能和更长的使用寿命。研制了一种新型CGEM探测器读出系统，包括一种新的ASIC，称为TIGER（Torino Integrated GEM Electronics for Readout），用于放大和放大CGEM信号。TIGER输出的数据由第一个基于FPGA的模块GEM读出卡收集和处理，该模块负责配置和控制前端ASIC。第二个基于FPGA的模块GEM数据集中器（GEM DC）构建事件包并将其传输到BESIII数据采集系统。在这篇论文中，我将描述整个定制电子链设计的CGEM-IT，以达到预期的性能。我的工作的结构，连同在探测器上进行的测量的结果和与宇宙射线的检测和测试束下获得的数据的分析。
2021-11-16 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
The TaichuPix1: A Monolithic Active Pixel Sensor with fast in-pixel readout electronics for the CEPC vertex detector
环形正负电子对撞机（CEPC）的提出，对顶点探测器的高分辨率，低材料，快速读出和低功耗方面提出了新的挑战。单片有源像素传感器（MAPS）技术已被选为最有前途的候选人之一，以满足这些要求。一个MAPS原型，称为TaichuPix 1，基于数据驱动的结构，连同一个列漏读出架构，受益于ALPIDE和FE-I3的方法，已实施，以实现快速读出。本文介绍了TaichuPix 1的总体结构，FE-I3类矩阵的实验表征，阈值分散，像素的噪声分布，并验证了使用放射源的电荷收集。这些结果证明了数字外围设备和串行器的功能能够正确地将收集的电荷传输到数据接口。此外，串行化器的单独自检验证了它可以在高达约3 Gbps的速度下工作。它还表明，模拟前端具有快速上升的信号，具有较短的时间步行和FE-I3样的像素内数字逻辑是正确的工作在40 MHz的系统时钟。
2021-09-09 physics.ins-det
