高Z物质宇宙线成像系统读出电子学方法研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 图目录 | 第13-17页 |
| 表目录 | 第17-18页 |
| 第一章 引言 | 第18-32页 |
| ·高Z物质宇宙线成像的背景和意义 | 第18-19页 |
| ·高Z物质成像的方法 | 第19-24页 |
| ·高Z物质简介 | 第19-20页 |
| ·放射性检测法 | 第20-21页 |
| ·X射线辐射成像法 | 第21-22页 |
| ·质子辐射成像法 | 第22页 |
| ·中子辐射成像法 | 第22-23页 |
| ·宇宙线μ子成像法 | 第23-24页 |
| ·高Z物质宇宙线μ子成像技术的研究历程及研究现状 | 第24-28页 |
| ·宇宙线μ子成像技术的研究历程 | 第24-26页 |
| ·高Z物质宇宙线μ子成像技术的研究现状 | 第26-28页 |
| ·论文的主要工作及特点 | 第28-29页 |
| ·论文的内容组织 | 第29-30页 |
| 参考文献 | 第30-32页 |
| 第二章 宇宙线μ子成像的原理 | 第32-40页 |
| ·宇宙线μ子与物质的相互作用 | 第32-37页 |
| ·宇宙线μ子能谱特征 | 第32-33页 |
| ·宇宙线μ子的电离能损 | 第33-34页 |
| ·宇宙线μ子的多次库仑散射 | 第34-37页 |
| ·气体探测器测量μ子的原理 | 第37-38页 |
| ·电子和离子在气体中的运动规律 | 第37-38页 |
| ·气体放电 | 第38页 |
| ·漂移室工作原理简介 | 第38页 |
| ·小结 | 第38-39页 |
| 参考文献 | 第39-40页 |
| 第三章 基于漂移室的成像系统简介 | 第40-46页 |
| ·整体结构 | 第40-41页 |
| ·漂移室及前置放大器 | 第41-42页 |
| ·读出电子学 | 第42-43页 |
| ·设计指标要求 | 第42页 |
| ·方案设计 | 第42-43页 |
| ·数据获取及图像重建 | 第43页 |
| ·小结 | 第43-45页 |
| 参考文献 | 第45-46页 |
| 第四章 读出电子学关键技术研究 | 第46-66页 |
| ·时间测量 | 第46-58页 |
| ·定时技术 | 第46-52页 |
| ·前沿定时 | 第47-48页 |
| ·过零定时 | 第48-49页 |
| ·恒比定时 | 第49-50页 |
| ·幅度和上升时间补偿定时 | 第50-52页 |
| ·定时技术小结 | 第52页 |
| ·时间测量技术 | 第52-58页 |
| ·基于FADC的时间测量 | 第53-54页 |
| ·基于FPGA的时间测量 | 第54-55页 |
| ·基于TDC芯片的时间测量 | 第55-58页 |
| ·时间测量技术小结 | 第58页 |
| ·电荷测量 | 第58-64页 |
| ·电荷-电压转换 | 第59-62页 |
| ·波形数字化 | 第62-63页 |
| ·电荷-时间转换 | 第63-64页 |
| ·电荷测量小结 | 第64页 |
| ·小结 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-66页 |
| 第五章 时间测量评估系统 | 第66-82页 |
| ·整体结构 | 第66-67页 |
| ·恒比定时 | 第67页 |
| ·时间测量 | 第67-71页 |
| ·时间测量芯片TDC-GP2 | 第68-70页 |
| ·TDC-GP2的时间测量原理 | 第68-69页 |
| ·TDC-GP2的工作流程 | 第69-70页 |
| ·外围电路设计 | 第70-71页 |
| ·控制及数据传输 | 第71-79页 |
| ·FPGA | 第71-76页 |
| ·FPGA逻辑模块设计 | 第71-72页 |
| ·GP2配置模块 | 第72-74页 |
| ·USB接口模块 | 第74-75页 |
| ·FPGA配置 | 第75-76页 |
| ·USB | 第76-79页 |
| ·USB总线介绍 | 第76-77页 |
| ·CY7C68013 | 第77-79页 |
| ·电源设计 | 第79-80页 |
| ·PCB设计 | 第80-81页 |
| ·小结 | 第81页 |
| 参考文献 | 第81-82页 |
| 第六章 成像系统读出电子学原型机 | 第82-118页 |
| ·系统指标要求及方案选择 | 第82-85页 |
| ·整体结构 | 第85-86页 |
| ·缓冲放大 | 第86-87页 |
| ·时间测量 | 第87-90页 |
| ·前沿定时 | 第87-88页 |
| ·甄别阂设置 | 第88-90页 |
| ·时间测量芯片TDC-GP2 | 第90页 |
| ·电荷测量 | 第90-99页 |
| ·滤波成形 | 第90-95页 |
| ·极零相消电路 | 第91-93页 |
| ·成形电路结构 | 第93-95页 |
| ·ADC | 第95-97页 |
| ·全差分运放 | 第97-99页 |
| ·外触发及时钟接收 | 第99-100页 |
| ·FPGA | 第100-107页 |
| ·TDC接口 | 第100-101页 |
| ·ADC接口 | 第101-103页 |
| ·数值积分 | 第103-104页 |
| ·DAC接口 | 第104页 |
| ·控制模块 | 第104-105页 |
| ·FPGA配置 | 第105-107页 |
| ·VME接口逻辑 | 第107-113页 |
| ·VME总线译码及响应模块 | 第108页 |
| ·CR/CSR模块 | 第108-109页 |
| ·命令解释模块 | 第109页 |
| ·中断请求模块 | 第109-111页 |
| ·CBLT控制模块设计 | 第111页 |
| ·FPGA配置模块 | 第111-113页 |
| ·电源设计 | 第113-114页 |
| ·PCB设计 | 第114-116页 |
| ·小结 | 第116-117页 |
| 参考文献 | 第117-118页 |
| 第七章 时间测量评估板测试 | 第118-128页 |
| ·时间测量线性测试 | 第118-121页 |
| ·时间测量精度测试 | 第121-123页 |
| ·恒比定时测试 | 第123-124页 |
| ·宇宙线测试 | 第124-126页 |
| ·小结 | 第126-127页 |
| 参考文献 | 第127-128页 |
| 第八章 总结与展望 | 第128-131页 |
| ·工作总结 | 第128-129页 |
| ·工作展望 | 第129-131页 |
| 攻读学位期间发表文章 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132页 |
