| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第14-32页 |
| 1.1 粒子物理与粒子物理实验 | 第14-16页 |
| 1.1.1 标准模型 | 第15-16页 |
| 1.2 粒子探测技术 | 第16-18页 |
| 1.2.1 粒子探测器 | 第16-17页 |
| 1.2.2 读出电子学 | 第17-18页 |
| 1.3 粒子探测技术在医学中的应用 | 第18-19页 |
| 1.4 PET成像原理 | 第19-31页 |
| 1.4.1 PET结构 | 第21-22页 |
| 1.4.2 示踪剂 | 第22页 |
| 1.4.3 符合探测技术 | 第22-24页 |
| 1.4.4 γ光子探测 | 第24页 |
| 1.4.5 PET闪烁晶体 | 第24-27页 |
| 1.4.6 光电转换 | 第27-30页 |
| 1.4.7 定位算法 | 第30-31页 |
| 1.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第2章 探测器读出方案 | 第32-42页 |
| 2.1 Q/V转化后幅度数字化 | 第32-35页 |
| 2.1.1 电荷模拟积分Q/V | 第32-34页 |
| 2.1.2 数字积分 | 第34-35页 |
| 2.2 Q/T转化后时间数字化 | 第35-39页 |
| 2.2.1 线性放电法 | 第35-37页 |
| 2.2.2 TOT方案 | 第37-39页 |
| 2.3 目前大通道读出方案 | 第39-40页 |
| 2.4 本章小结 | 第40-42页 |
| 第3章 TODT基本原理及技术方案 | 第42-54页 |
| 3.1 TODT提出背景 | 第42-43页 |
| 3.2 TODT基本原理 | 第43-46页 |
| 3.3 TODT对比TOT | 第46-50页 |
| 3.4 TODT读出电子学及测试 | 第50-53页 |
| 3.4.1 TODT方案性能测试电路 | 第50-52页 |
| 3.4.2 动态阈值曲线的选择 | 第52-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 第4章 64通道PET探测器TODT读出电子学设计 | 第54-94页 |
| 4.1 TODT方案Y光子探测器设计 | 第54-57页 |
| 4.1.1 LYSO晶体 | 第55页 |
| 4.1.2 H7546B | 第55-57页 |
| 4.2 TODT读出电子学设计 | 第57-59页 |
| 4.3 探测器前端板设计 | 第59-75页 |
| 4.3.1 高压模块 | 第60-62页 |
| 4.3.2 电荷灵敏成形放大 | 第62-65页 |
| 4.3.3 触发判选 | 第65-66页 |
| 4.3.4 前沿定时电路 | 第66-69页 |
| 4.3.5 恒比定时电路及ARC定时 | 第69-72页 |
| 4.3.6 符合电路 | 第72-73页 |
| 4.3.7 触发展宽 | 第73-74页 |
| 4.3.8 Coin Skew标定 | 第74-75页 |
| 4.4 64通道TODT数字化板 | 第75-79页 |
| 4.4.1 第二级电压放大 | 第76页 |
| 4.4.2 幅度时间转化 | 第76页 |
| 4.4.3 Dynamic threshold合成电路设计 | 第76-79页 |
| 4.4.4 Dynamic threshold分发电路设计 | 第79页 |
| 4.5 FPGA逻辑设计 | 第79-87页 |
| 4.5.1 主状态机设计 | 第80-81页 |
| 4.5.2 寄存器定义 | 第81-85页 |
| 4.5.3 事例打包 | 第85-86页 |
| 4.5.4 接口设计 | 第86-87页 |
| 4.5.5 64通道时间测量设计 | 第87页 |
| 4.6 控制及数据获取软件设计 | 第87-88页 |
| 4.7 电子学系统性能及测试 | 第88-92页 |
| 4.7.1 Start_skew的标定 | 第89-90页 |
| 4.7.2 线性度及一致性测试 | 第90页 |
| 4.7.3 符合模块测试 | 第90-91页 |
| 4.7.4 基本功能测试 | 第91-92页 |
| 4.8 本章小结 | 第92-94页 |
| 第5章 64通道PET探测器性能测试与分析 | 第94-108页 |
| 5.1 测试方案 | 第94-95页 |
| 5.2 LYSO晶体背景能谱 | 第95-97页 |
| 5.3 ~(22)Na放射源作用下的LYSO单端能谱 | 第97-98页 |
| 5.4 ~(22)Na放射源符合能谱 | 第98-100页 |
| 5.5 γ光子与晶体作用光分布信息 | 第100-102页 |
| 5.6 TODT读出性能分析 | 第102-106页 |
| 5.6.1 DAC合成动态阈值jitter问题 | 第102-103页 |
| 5.6.2 基线对TODT读出性能的影响 | 第103-106页 |
| 5.7 本章小结 | 第106-108页 |
| 第6章 基于FPGA的高性能TDC研究 | 第108-126页 |
| 6.1 TDC技术 | 第108-109页 |
| 6.2 TODT方案对TDC的要求 | 第109-110页 |
| 6.3 基于FPGA的TDC设计与测试 | 第110-124页 |
| 6.3.1 基于进位链的TDC设计 | 第111-113页 |
| 6.3.2 基于多相位时钟的TDC设计 | 第113-123页 |
| 6.3.3 多相位时钟TDC测试 | 第123-124页 |
| 6.4 延迟链TDC、多相位TDC对比 | 第124-125页 |
| 6.5 本章小结 | 第125-126页 |
| 第7章 动态阈值波形合成方案研究 | 第126-140页 |
| 7.1 数字合成 | 第126-127页 |
| 7.1.1 数字合成分析 | 第127页 |
| 7.2 模拟合成 | 第127-136页 |
| 7.2.1 模拟合成方案一 | 第127-131页 |
| 7.2.2 模拟合成方案二 | 第131-136页 |
| 7.3 动态阈值波形合成方案对比 | 第136-137页 |
| 7.4 TODT方案ASIC初步思考 | 第137-138页 |
| 7.5 本章小结 | 第138-140页 |
| 第8章 总结与展望 | 第140-144页 |
| 8.1 总结 | 第140-141页 |
| 8.2 论文的创新点 | 第141-142页 |
| 8.3 展望 | 第142页 |
| 8.4 本章小结 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-150页 |
| 致谢 | 第150-152页 |
| 研究生期间发表的论文和专利 | 第152页 |
