電子學主漂移室電子學設計目標主漂移室（MDC）電子學系統是用來接收主漂移室6796根信號絲的輸出信號，并經過一系列處理后將數據傳送至在線數據獲取系統作進一步分析處理。其主要任務可歸結為：=1\*GB3①精確測量對撞產生的次級粒子在穿過室本體時所產生的電離電子到陽極絲（信號絲）的漂移時間，從而給離線分析提供粒子穿過室本體時在(r，)平面中的位置信息，以確定粒子在室體中飛越的徑跡和動量。粒子在Z向的位置坐標由斜絲法通過離線分析給出，其R向位置則由信號絲的徑向坐標給出。=2\*GB3②測量陽極絲（信號絲）輸出信號所攜帶的電荷量，以確定粒子穿過室本體時的能量損失dE/dx，從而鑒別粒子種類。③給觸發判選系統（Trigger）提供各個漂移單元信號絲的命中信息，作為其一級判選的依據之一。④接受觸發判選系統的判選結果，若判選有效，則將所得數據緩存以便讀出，否則則將所得數據適時予以丟棄。1.電荷測量表征電荷測量性能的基本設計指標主要包括電荷分辨、動態范圍和積分非線性等項，現分別簡述如下。(1)電荷分辨按MDC室本體的設計，在所選用的氣體和工作條件下，對最小電離粒子的最可幾能量損失的dE/dx分辨要求達到=6%。該項分辨主要由兩部分組成：室本體的貢獻和電子學的貢獻。室本體固有的能量分辨是系統dE/dx分辨的主要貢獻者。為了盡量減少電子學系統對dE/dx分辨的影響，總體設計要求其貢獻應小于室本體貢獻的15%。按此要求，容易算得電子學系統的貢獻應滿足：MDC設計成階梯狀圓桶形小單元結構，從內到外有按同心元結構組成的43個信號絲層。這樣對于一個沿徑向穿過的徑跡可得43次取樣。由于粒子穿過室體時的能量損失服從Landau分布，能量損失的高端有很長的尾巴。通常在考慮能量分辨時，對這些高端信號要作高端截斷處理，截端平均可按70%考慮。設單個通道電子學電荷測量的分辨為，則在考慮截斷平均后，為使整個電子學系統的貢獻不大于0.9%，則應有：由此得：≈5%MDC在設計的工作參數下其最小電離粒子的最可幾輸出電荷量根據估算約100fc，故單個通道的電荷分辨寫成以電荷量為單位的形式則有：情這實恰際上竹就是賀系統漆等效喝輸入客噪聲序電荷本的設李計值疾。尺(絮2窩)便動態死范圍脫在電短子學縫系統社和室近本體候聯機偵情況康下，智電子洞學輸醋入端惱的等草效輸殺入噪法聲電鳥荷將爺主要怒由防MD永C遼信號兵絲的腫單絲蕉輸出苦噪聲嗚電荷蹄所決平定。照考慮斗到后鞭者的梳貢獻癢比每駐道電運子學覆的高要大擦得多鋪，因秧此量佛程低化端可坊取為皆15暗fc吃。罵如前杯所述閘，粒山子穿笛過室眨體時槍的電婆離能撞量損尺失服脖從帶la丑nd殘au察分布紹，由追于這矮一分椒布的御范圍瘡很寬正，電品荷測憤量的詞動態鳥范圍花不可此能覆接蓋這抖一能供量損罵失的己全部馳范圍均。如鋪前所屢述，繭與這太一分假布的閱峰值啟相應疾的最蝦小電四離粒跌子的國最可職幾輸辮出電炮荷量挨約1化00少fc藏，參旺考B盛ES畢II圍M柱DC淹多年那來澡dE化/d樣x洋測量筒的結聽果，怪B舌ES膀II僻I申MD鍛C集電荷鎖測量愚的高越端可倍按田18屠00褲fc肅考慮鞏。國(3談)除積慰分非吸線性嘗在滿贏量程巴范圍埋內派(1急5f薄c-佩18隊00貴fc蕉)喂，積丈分非乎線性夏可控同制在扯I桿NL緣委2格%。嚇必要玻時可快進行采二次謀項非賠線性演修正卵，以環提高密線性泰度。吊非線宿性修樓正的沸工作聰可由當數據漂讀出脾機箱斯的主埋控制籍器-吩Po信we私rP威C絮來完裙成。跌1.淺時干間測象量斤(1塞)電時間味分辨陶如前按所述杜，漂稍移室投通過快測量顏漂移滿時間我來確凍定粒透子穿歐過室滲體時喜的徑懲跡。喘按總鮮體設啄計要醒求，爐徑跡瞧測量填的定筑位誤撫差暖要求啄達到織=1墊30和μ攤m器該項兆誤差飾主要懼由兩放部分勉構成倉：一積部分跨是室視本體帶單絲售空間百分辨章的貢丙獻島，該首項貢日獻主過要是交由電圖離電雕子在玉向陽鈔極絲窯漂移熔過程闖中的包擴散音效應雄等所浮造成辨。另輔一部企分則秀是單站個通蠻道電舉子學匪對位服置分壽辨的請貢獻著。若僚取詞<欠15接%擊，則藍有礙按B嗚ES王II青I孕MD姨C離的設弦計，貪在所擺選用紐的氣幟體和睬電場押條件帳下，弄電離生電子下在室廉體中令的漂才移速津度為陶30鳳μ縫m蔽/兩ns炸，辯因此貝單個疫電子趕學通險道的么時間測分辨體上限太可取譯為績0.樓67剩ns社。因慚此，錘將隆時間嘉分辨流的設移計目路標確顛定為床：啦上面土討論粒的電蟻子學頃的時覆間分吳辨實南際上緊源于割四部旋分：通①注正譜、負遇電子柱束團幫在Z礎向（裂束流刺方向遞）展緊開所酒造成曠的對她撞時漢刻的典不確橋定性鍬，從西而造旬成對拳撞所錢產生鳴的次西級粒富子出福射時走刻的謙不確墾定性社。按告BE佛PC劇II隸的設牙計，烈束團跑在掩Z躲向展怒開的澇長度扇z私=宅1邁.5扯cm上，因懲此，撫粒子屠出射額時刻籠的不災確定技性為戒：弦式中蝦c叉是光遞速。闊對于乞漂移版室的主時間峰測量圖來說進，該陷項誤威差可區以忽惱略不惑計。皇②拍低閾屢前沿延甄別償由于路幅度儲效應其所造浮成的裝定時奴誤差甚。漂偶移室塘輸出呢信號疫的動缺態范屢圍大需，估皇計由襲此造科成的丸定時奴誤差喜蘿t2舒≈翅1n庫s。當這部頓分誤望差歲在撇離線厚分析汁時皺可幕用測裹得的櫻電荷宅量進斤行修擠正，董因此財這一隱誤差題對時唉間分袍辨的馬影響莊這里普可不鉤予考城慮。匆德強③再噪藏聲在堂信號以上的顛迭加要所造枯成的龍定時灶時刻敬的晃換動。犧這一傘噪聲壇主要急源于翻室本蘿體的坐信號犧絲和薄前置縮放大揪器以鞋及后缸續電提子學航處理輔電路軍。由賄噪聲剪造成召的定吹時時另間晃牙動估掘計可廁控制橡在不塔大于畢10辮0p伴s，植對時占間分粗辨的瓦影響求基本懼可忽快略不污計。蠻④隨T蛋DC削測時斬誤差伸帖t3托。底這是求電子乓學時鞠間分海辨的竹主要渠來源鞠。利務用基號于C血ER兩N膨HP穗TD比C芯早片設從計的健時跡間測處量出電路洋，由輛于芯喪片本處身的離測時僻誤差惑即便躍是工浩作在堅低分庸辨模澆式也相可以林達娛到2昨50蒙ps貴左右糞，因囑此電軋子學睬系統欣的時宋間分惰辨妨（不輩計定客時誤殘差）掃取為配0.顫5n韻s是恭較為館合理靜的選留擇。預(橡2著)襪量程收時間運測量揭的量般程由球電離飛電子笨在室岡本體歌中的字漂移勒時間扒決定旁。當風粒子原擊中饞信號爺絲，景電離褲電子辭的井漂移綢時間法幾乎找為0貸；當驢粒子任從小島單元肢一個哲頂角刪的內體側穿鹿過，糟則有邪最大殃漂移妄時間召～3瞧50短ns仇（詳盤見下娃節討伍論）趕。為初留有蟻余地妻，時競間測茂量的答量程搬取為紋0-蓬40躺0n板s。步(3框)方積分掃非線嘴性貴在量樓程范聲圍（鑼0－膀40壩0裂ns嬸）內乏，積班分非導線性括可控鑒制在皺IN尖L絨0.肯5燙％。由必要捕時可調利用歐Po付we歇rP昆C熊在數宇據讀熟出過休程中輛進行雄二次寄項非暢線性跌修正行，以汗提高牧線性慧度。玻系統范設計妥考慮求設計江中的袍BE私PC鑒II令將采束用多趁束團桶運行稠，對旋撞周昏期為醉8n鋤s，挽而觸六發判填選系吵統一計級判婚選所矮需要教的時慢間調（亭Tr跨ig優ge繼r粱la罪te視nc刺y騾）御為6宗.4泛s，轟遠大符于對附撞周阿期，話因此相電子蓄學系尤統守的尖設計仙必須士采用女流水爛線技拳術，兩高速育地零將每把次對遞撞可啞能產門生的醒信息壯進行凈適時浴獲取聲和暫勇存，摔根據管有無洞觸發僅判選短信號殊到來桂再決侮定與炭之相枯應的頌信息必的取杯舍，憐這樣捷才能看不丟勾失好勇事例茄信息亞。疏BE逝PC訪II音的設量計亮折度將綠達到望1×德10辰33孟/c四m練2嚼/s渴，漂蟻移室巷又處窯在譜工儀內作層，丈緊靠未對撞括點，匠信號闖絲擊派中率恩高，姨電子碗學系鉛統所嶄要處啟理的槐信息認量很男大，寬因此損電路爭設計付必須姿采用航多級走并行裕處理述，才愛能有搭效地堡減少巴系統鍬死時爐間。眨MD辭C采派用小裙單元言結構耳。一串個測干量單健元的式示意褲圖和概單元療尺寸探如圖備4.晃10柏-1協所示旗。根狂據M界DC略的設岸計參網數，濫電離尺電子躲在氣儉體中鄉的漂結移速廳度為晝3.顆0c客m世/莫μ油s燃。漂虧移距盾離是值一個守隨機致量，慚取決處于正喇負電欄子對戚撞所廢產生總的次污級粒雨子的遮入射待位置因。顯宮然，砌最大譜漂移魯距離況約為胸半個碑對角字線的扮長度雷，即蜜1/宴2著×（肢16暫2權+1閱6顯2零）聯1/般2吹=然1用1.鴿3m柜m。庭不考圖慮擴運散和葛電場韻不均適勻性桂的影閑響，藥可得季電子渾在室航中最星大漂使移時飼間為答：奮=1嶄1.催3m股m/趣3煎.卷0鵝cm滿/勝μ拿s現=采3框77啊ns秋考慮他到外曾層單筋元尺除寸略勒大，暖并考豆慮到界由于傾電、心磁場葵的影維響，吹電子叉的漂漂移軌疊跡并啄非直心線，皂故可斧取湯最大鋤漂移閣時間輸為匪：塑=遵4跟50路ns16mm16mm16mm圖4.10-1MDC一個測量單元的示意圖場絲信號絲潤單個憤電離澇電子璃漂移撥到陽慨極絲倍附近乏時在烘強電卸場的職作用泊下由通于雪叛崩過或程而們在陽梳極絲脫上產抽生1泄/t柔電流譽波形憂，可廊表示餡為：紅沖鵝丘腫很營i梨(t菜)憶=弓k×處式中狀，扣k昆是常旱數，靠由漂臣移室娛的工絮作參尼數決退定；兼t夾0牲是室阿的特劍征時樸間常型數，蘭根據呀MD褲C的改設計嬸，炭t杠0酬≈珍1.醉5n校s土。門i(頌t)齒的波穿形形困狀如荒圖田4.循10捕-2樸所示秀，其普后沿強的緩喚慢下尖降是淚由于路雪崩偽形成洗的正嚇離子葵團向遙陰極竟絲的憑緩慢纖運動壟所造豬成。圖4.10-2信號絲單個電離電子輸出波形i(t)0T事由上岸式可評知，尾該電脹流下吹降到隨峰值烘的1息%以醒下所車需時拐間約秀25棗0n朽s。語信號請絲的永實際腐輸出動波形掘，就阿是由返若干腰這樣嘗的單芒個電琴離電銜子所撐形成叔的1給/t翻波形護的迭妄加。歡我們咱用g幟ar照fi徐el胃d程禽序對嘉單絲竹輸出灘波形且進行匙了仿爐真，敢一個嗎典型挽結果萄如圖西4.支10久-3瞧所示冠。圖謠中若悄干電壯流尖夕峰正臉是這獲種1絨/t董波形跪相迭圖4.10-2信號絲單個電離電子輸出波形i(t)0T蒸實際旺輸出儲波形壞的寬餃度穿與粒匙子的殼入射瑞位置準有關興，觀杜測顯畝示，蹦這一陜寬度胸大體棗上符趕合下切面的硬關系鑄：腳=哥僵(濱ns鍛)孤式中裁，松是徑遍跡中禾距離磨陽極軟絲最雀遠的慕電離者電子恨的漂滔移時蘋間，鋸是距篇陽極謹絲最斃近的肌電離蓋電子急的漂膝移時君間。圖4.10-3BESIIIMDC絲信號仿真一例圖4.10-3BESIIIMDC絲信號仿真一例遙顯然器，當剖徑跡供穿過喪一個像探測湊單元套的對以角線津時，蟻如圖咸4.蘋10筆-4懶中箭古頭簡①罪所示螞，這千時輸畏出信禾號有睬最大距寬度為：撇=鄙40瞞0-吹0+扣25策0趣=獄6澇50譽ns道這與墊計算寸機實哈際仿塑真結動果相田一致碎。銷=2\*GB3=2\*GB3②=1\*GB3①16mm16mm圖4.10-4徑跡穿過漂移單元不同位置時的示意圖場絲信號絲逼當徑節跡以瓶4睛5棕傾角很從探涼測單泳元一抽個頂并角的襯內側程穿過籮時，析如圖淺4.灣10眨-4衡中懇箭頭弱②所屋示，柏在探宴測單湊元內增只產厲生極瘦少量遵的電國離電埋子，階這些煤電離擊電子捷幾乎另是同辭時到峰達陽員極絲犬，這撓時輸督出信盯號有桐最小啦寬度勇：猾=鍵4例00古-4餅00覺+2誘50稠=懂2粗50嚴ns望顯然銷，穿另過任唐何其興它位轎置的補徑跡輸，在卸信號貼絲上哄形成午的信礎號寬照度都用介于鹿上述康兩者括之間袋。同那時可夾以看套出，魄在任娃一t余時腰刻穿啟過單舞元中瓜任一輛位置豪的徑拍跡，展信號夏絲輸嘆出信北號的汽“始漂移幸時間趣+信別號寬之度雖”釘其值謎應近悼似等蝦于上喜述最散大信風號寬喜度，收即≈菜65揚0n父s。拌以上戲估算咬假設速了電昨離電魂子沿踏徑跡去有均徹勻密委集的故分布故。引初步跨設計催方案免根據姥前面才的討育論，縣MD葡C電袖子學亦系統頃原理粗性方授塊圖塌可設老計成鴉如圖途4.雀10襲-5胳所示志。從擾功能掙上考絮慮，槳系統露主要壇由9燃類陡電路械組成鋸，即芬：=1\*GB3制①辰前攀置放暈大電件路；=2\*GB3坑②癢“搖主放奧大+聞濾波街成形胡+定前時甄腔別洽”趣電路妙；=3\*GB3止③買電痕荷測攤量電簡路；期=4\*GB3裁④區時瞇間測罪量電攏路；許=5\*GB3挽⑤葉閾耀電壓程電路旋；=6\*GB3底⑥茄J飾TA蘆G控造制電弟路；=7\*GB3典⑦魯校需準和克工作幸模式譯控制膏電路捧；徐⑧天扇父出電剩路；撈⑨踩讀濃出控桶制電糾路。臉從系扮統結歐構上訂考慮底，上稿述各晚部分群電路喂如何冰實現卸優化趙組合童，這待是系曠統設活計需趟要考著慮的查重要笛問題叨。我繩們的遭設計鴨思想骨力求愿體現幅：告①組有閥利于窩簡化蒸系統烏設計鹿。疫即應頌盡可閉能減那少部宣件，泰減少魯品種遣，使決龐大援、復犧雜的技系統傘變得繩比較喇簡單疏，以眨易于降操作仍，易擇于系升統建受成后置的維江護運笨行。紀②嫁有國利于恥提高炸系統佳的可中靠性盛。膠③學有菊利于頓節省味系統業造價觀。傷基于競以上遮考慮宜，我酸們決陰定將隆系統現中襯“排后放盤大+憂濾波濱成形壽+兔定時顫甄別弓”填電路復、電賢荷測回量電產路、法時間適測量王電路貌和閾唉電壓秒電路招匯集美在一編起，登按9公U毫VM釘E勁規范涉統一替設計易電路寧板。寧我們旗把這樣一電愉路板厚稱之帖為M倘QT劈插件猾。由尋于電申路的富復雜奪性，勸這一憲設計學方案蕉將具格有相充當的凍難度陸，如槐何實吧現預丈期的親性能污指標消，這音在技莊術上貢無疑守是一句次挑營戰。律按照氧上述慣設計棉方案泄，整駐個系薯統的刺硬件萌電路釣,范將主碰要由賀五燥部分泛組成義，即智：榴前置涌放大慚器；場M隨QT尊插件乏；個校準法和工痕作模凡式控寫制插會件；綢扇出絨插件唉；形讀出枕控制刺插件馬。薦圖禽4.份10秀-5雕給出召了基彩于上飯述設祥計考怪慮的逗系統小框圖潔結構丸。圖員中讀慘出控撤制電壞路和富扇出丑電路亞未予柱畫出楚。站下面卷，就怖上述括五部腫分電談路的潑設計商考慮描分別稻討論緊如下搞：preamppreampVMEbusTriggerriggerriggerMQTClockTriggerTimingWireSignaldE/dxAQMeasurementTMeasurementCalibrationMainamp.+Shaper+Disc.圖4.10-5MDC電子學系統概念圖ThresholdVoltage倒1.弄鵲前置爛放大快器眾如前恢所述繞，舒粒子膠穿過而漂移備室時點的能喪量損少失服黨從朗失道（招La凈nd但au辛）分蚊布，國其若低端甲信號品十分留微弱朽（μ蜓A量叨級）尖，因督此信的號絲味的輸塞出信硬號必挖需作咐適當辟預放碗大，漁才能的適合裁后續污電路烈處理生的需般要。恭為了或減少撫分布潔參量罩的影欄響，腸提高億信噪長比，今這一號放大羅應在殿緊靠午絲信悶號的熄輸出轎端進堡行。臉電路螞設計令要點酷可概偵述如智下：餡①詢由雪于對文同一面個絲浙信號蜓同時鑒要作膚電荷勢和時飽間測番量，興因此部前置翅放大智器必販須設愛計成殃跨阻外型梅(t業ra咽ns厘im配pe步da皂nc狠e章ty擦pe簡)艷，以密保存登絲信狂號前蓮沿所點攜帶賤的時甩間信創息。糞帶寬住可控口制在嚇80趣MH壞z泳左右挑，以商對絲栗信號廉的上海升速夸率不估產生漿明顯才影響霸。脆②糠信號害絲特寺性阻鴉抗約晨39減0盞Ω膊，為朗避免咬信號臭反射眾，前衣放的把輸入摸阻抗碧應設趨計得起與之待相匹惑配。鉆③鋒由軌于M悄DC桂采用恩小單售元結另構，京相鄰頑信號急絲間螺的串駁擾大紀大減放少，捉對耳14蘭mm參×1片4m豪m嚼小單播元所扔作的陳仿真枯結果害表明璃，某如擊中刃絲信厘號在敗鄰絲踏上的標串擾蓬約2糧%。殊因此靜，在壟測量予誤差維允許洲的范期圍內秧，前崇放輸賴入端曬可不駱設串朵擾抵裹消電家路。蟲④浮主倆漂移王室的森各信里號絲腦層，假特別唉是其董內層襪，緊旁靠對繪撞點劣，本粱底很傭高，館電路站應考似慮低艙噪聲堂設計諸。癢⑤瘡由醋于空紛間限母制，照信號枕的后薄級處蠢理需罵在離笑開探溪測器雹較遠降處（舟≈忌18死m竄）進哪行，熄因此鑄電路構應采坐用差周動輸邪出（膊驅動拳50鄙Ω戶負載宅），皮具有徐驅動數長線魂的能潮力。靈⑥忍每饞路前乳放設松計成服1片迷子板梨，以暮提高肚性能疏，節左省空倚間，女便于岔維修攪。殃⑦被校牙準刻啊度信滲號在玻前放痛板上稅采用喜可程洗控的只階躍安電壓逢通過乞小電顫容耦澡合到突每個雕通道虎的輸忠入端衣。偏⑧蛇每飼塊前復放板渾（卡侵）按祝8路低設計和，采早用4晴層印戰制板多。由伐于受摸漂移劫室端學面空穩間的霧限制跪，前粗放板勞與高望壓板刪（為崗漂移惜室的壓場絲孝提供痰工作甚高壓永）將哥作為蓋整體豪設計逃成一撕塊板埋，板讀的尺裳寸約羽11尼cm償×憑5男cm架左右制。電舍路板圣直接釋安裝太在室槽體端楊面，腔每個努通道順通過芬一條涂數厘膛米長延的過柳渡連瞇接線涌與信糖號絲漸的狗fe叔ed渡th怒ro迎ug通h針相連釣。臺件階和營內室羊部分勵的若相干前備放板殲，由治于受形空間滋限制跳只能歇安裝訪在離鬼開端漂面約逝10鋼cm棒~1俯m然處，牙其輸電入端糧與啟fe踏ed焰th離ro量ug蔥h逗之間橡以3戚90滾oh吐m章的同維軸屏錘蔽電鞠纜相億連。迎由于悲附加軍電纜覺的引晃入，橡這部漆分前挽放的比噪聲曲特性筆必然早會有花所變側差，喬變差狡的程煎度有枯待實擊驗觀志測。直表李4.膨10吐-脈1閑B皮ES貍II繳M喚DC存前置泉放大掃器主麗要性頑能指珠標雅Ga翁in巾12糞k矛oh聚m燒(努±吊12究mv泊/疤μ墳A)具Ba窯nd杯w科id廣th撕70疾M驢Hz摸Ri秋se嫌t洗im欣e副5宇ns愈In狡pu擋t券im孕pe踏de拜nc削e塞30碑o尼hm系No藍is御e愿50荷n因A岡Ou海tp抵ut濤im開pe齒de鹽nc恩e吹47喘o數hm革Ou汁tp怒ut廳m奉od私e諒Di蔥ff選er薦en舅ti聲al唉，皇dr艷iv始in士g踩50優o渡hm舟Po御we能r憤di辛ss腰ip瞧at震io勞n伯30資m須w目@6陸V叨按照付上述濃要求舌設計憑的前算置放漁大器珍將在蠅參考筒BE太SI皺I摟MD饅C前離置氣放喚大器抵的基翼礎上燕，經碌適當役改進多而成負。多榨年的仙運行叔表明送，B案ES屢II陡M獄DC墻前放春的性鬼能是正良好起的。謝表4情.1新0-捏1給先出了匪其主童要的價性能所指標殊。歡近期擱，我掌們在纏此基頃礎上戰設計服了新品的混逗合集遷成電必路，魔測試圾表明循，其攏性能辱指標怎能較競好地宇滿足門BE知SI而II性M港DC貿的剝測量欄要求忠。斬在此擺基礎若上，冶我們蔑又進址一步肌研制裙了前針放子板板，尋每板雪一個賺通道帽，采席用4螞層印炊制板國，兩誕面貼具裝元裹器件鬼，子隸板尺伏寸約括2.識6鋒0.側9c筍m乏。測曠試表室明，企該子驢板性間能良把好，衰能滿狡足B果ES穿II色I員MD他C的摘測量喂要求逢。圖綱4.爭10胞-6友給出罪了該隨子板擾（一脂個通屑道）貍的原旦理圖膛。子賞板設腸計的彈進一妻步改他進正歐在進聽行中瓣。改圖浩4.螺10厘-6俊摸MD郵C前臣置放玉大器喇單個踏通道虹原理反圖陜澆連2.孤慎MQ晌T插汪件飽如前縫所述覺，該迷電路日主要香由4臘部分交組成叫，此準外，維還包籠含一屈部分朝校準芽刻度嗽電路章。炭現分狀別描窄述如鹽下。彎(案1與)蔽“鞋主放無大+早濾波豈成形倦+定傷時甄長別爺”肚電帥路腦這部嫂分電塔路接鬧收來席自前東置放尾大器逝的差挑分輸讓出信狗號秒，其切電纜徒長度聾約1漠8m零。圖必4.研10老-7盞給出齒了這盛部分廚電路始的方殃塊圖慎。該此電路辦的主盼要任她務是斧：走①風將來先自前水放的基信號侮經緩烈沖放職大后覽分成哈兩路燭，一算路用丈于電放荷測殃量，絡另一牢路用撓于時請間測隸量。戲②昆用于另時間懶測量儉的一壽路，所信號魂在作得進一應步快懂速放哪大后毒采用衰AD蝶96怨68抽7作雜低閾殺前沿布甄別蚊，給冊出定扭時信用號，保該信盲號送乓至時富間測概量電庸路，跡作為思時間住測量粒中乖hi威t坐信號鐘的到償達時外刻。閘該彼信號償同時頸經～測18廈m叉長的擠電纜坊送給及觸發趙判選獸系統薦作為擱1級傾判選趕的依堡據之賢一。覽考孝慮到附小幅辜度信桿號過撓閾時仁間短追，甄免別后棟給出電的定交時信差號窄維，在蔽經過傾長電疏纜傳投輸后課往往片不能挪有效潛觸發值后續研電路倦，故甩定時沖信號柔在送澡至觸活發判階選電巷路前資，應悲先將聽其成皺形為笛具有足一固眠定寬腫度的喝信號澡，這逮一寬座度可纏設為裙～寫20倘0尾ns駛。成忍形后傲的信王號采柳用光嚇電耦偷合器攝件或王光纖犬送至尊觸發痛判選竄系統炭，以犬實現叢兩者燥之間無的地臟隔離金。幸低閾葬甄別倦需要洲有穩封定的沉閾電俯壓。沉閾電舍壓的團產生晚方法塊見后燕面的獅討論路。醋漂移凍室輸為出信布號的饑動態淋范圍潔較大迅，由牌于幅壟度效熱應，釣前沿積定時撤會有陽較大統的定鴿時誤意差，碌其誤億差的將σ漠值，橫如前欄所述廣估計亡在否1n勉s董左右阿。這麻一誤盾差留謊待離全線分誤析時膀用相剛應通降道的已電荷繡量進盛行修趟正。陷降低法甄別演閾，誓是減重少這磨一誤桐差的鈔重要腫措施管。但服甄別姨閾的黨減少毫受到綢電路文噪聲領的限誰制。參因此擱，減偏少前述置放裳大器存的等營效輸藏入噪咸聲，湊對提捐高定戰時精肆度十茂分重筋要。TimingTriggerdE/dXA2VthRCFilteringDiscriminator圖4.10-7“后放大+成形+甄別”電路方塊圖Pole-zeroShaping忽③爬用免于電喬荷測衰量的席一路耀，其豪任務溜是完層成對涉信號慘的濾右波成斯形，讀以便彎后續迅電荷葵測量矩電路嘩完成吸對電叨荷量電的測鍛量。嫩如何伶濾波尚成形TimingTriggerdE/dXA2VthRCFilteringDiscriminator圖4.10-7“后放大+成形+甄別”電路方塊圖Pole-zeroShaping綢電荷白量的院測量殘，可紐以用圾多種正方案街來實勁現。飄根據旅BE蝦SI落II布的滅工作負環境息和M袍DC施輸出誰信號樸的特院點，鑄同時訊參考間了國扛外同獻類系莖統的籠設計成經驗鋒，我蓋們決續定采韻用基鬧于濤FA梳DC和（站pi毒pe鞋li策ne暗桂Fl敢as踐h厘AD躁C）總的數等值積可分法水來實西現對幼BE貸SI自II獸M員DC滋電荷暴量的給測量己。這皺一方閉法的洽基本閘原理凍就是助用F術AD喚C對瞧輸入梢的模堂擬信海號連惑續地航進行做瞬間誤數字典化，動再對滅這些居數字到化結輪果進拐行數賣值積邁分，手這一成積分是的結告果就掉代表未了輸奇入波儀形的鹿面積項，因套此也過就代孕表了遭輸入恒信號詢的電遣荷量份。碌如前掙所述挎，信每號絲菌的輸異出波逮形為毯若干公1/御t波橋形的案迭加蛛。在刷采用箏數值鏡積分榮法求記取電群荷量余時，滔必須覺對輸醋出信暗號進哥行濾擊波成灣形，麗使其氣比較尚平滑收，以叛便在犯測量點精度炮允許嘩的范續圍內屬盡量掩選用鳥較低擔頻率繡的F服AD梅C。掙采用戶簡單濃的棍RC額濾波伏成形灑電路末即可儀達到桶這一洋目的郊。值僚得注媽意的蘭是，例由于初漂移平室單鋼絲信幫號率將較高巨，而偶信號構的出進現是棕隨機頁的，藏且輸各出波耀形無僻規律玻性，漫難以罩用解北析式黃表達型出來再，一紛旦發類生信雄號堆銀積，架就很堡難將鋤兩信族號區希分開糧來，尊難以搬對堆樂積的忘影響發進行招修正撿。因施此，淡電路贈設計暮必須序根據教容許者的堆葛積幾益率的餃大小礦，而夸將信迅號成冊形在遮一定芳寬度忽的范暢圍內哨。的據初賽步測經算，調BE它SI襪II棉狐MD捏C訪的單鳳絲平葬均信絮號率清（擊鹽中率背）為盼30鞋k/麻s動。根亦據碎泊松珠概率曬分布扒公式苦P(侄N，疲Δ品t)嚴=妖桂式中貌，圣是信其號的塌平均念計數騾率，多P(束N，灰Δ夾t)處是在駁Δ崗t腥時間睡內出拜現N艦個信血號的盲幾率繩。由朝此可流以算碑得在刑不同工的時晨間間互隔婦Δ帥t門內，迅出現撥兩個冒或兩田個以搞上信飲號的吳幾率或，詳祥見表渣4.弱10食-貫2。績由表茄4.姿10斧-2貧可以怎看出具，若龜時間脊間隔絡為飛2壺μ依s蔥，堆炸積幾方率約鏟6%砍，明鑰顯偏棟高；必當時申間間柄隔為風1.闖0出μ輕s寇，堆僵積幾崇率約挽3夾%錘。當勉時間皂間隔胖進一昌步減陪小，謠雖堆陶積幾昨率可械有所搭降低講，但桶降低鍛幅度引不大再，而陽且難領以實驚現預雄期的吸平滑押效果失。因藝此，裕1.路0認μ蘆s自的時糞間間膝隔是炕較為寄合理笨的選侵擇。經而積墻分下領限應蔥始于砌t=釘t座，即散始于孫一次它有意靈義對僚撞的連起始臥時刻腦。廊表料4.剪10趟-請2挑不綢同時升間間批隔內久的堆型積幾恥率城時間泡間隔第Δ輪t割（遇μ留s）息堆積贏幾率名2.酷0誠5.騙8口%幫1.降5臺4.竊4買%豐1.厭0灰3.招0阿%返0.島9覆2.弓7摟%嗽0.涂8步2.蜘4蠅%妹0.薪7揉2.市1乏%嚴0.季6去1.苦8堅%糾前面賽提到墳，次據級粒分子不術管從艘什么防位置愈穿過百某個指探測飲單元尚，其抓信號詳絲的與輸出妖信號柜都滿掏足關飄系式蠻“佳漂移渡時間艱+信對號寬央度快”陷6吹50虹ns叉。顯爛然，拐為了執使輸炮出信喝號能領完全默被積廢分寬萄度所平覆蓋之，成寺形電陳路中有RC炭時間辨常數陸的選稼擇在徑任一燈情況刃下都校應滿掏足：背“常漂移乖時間糧+亡成溝形后權的信啄號寬霸度計”敗1敵μs曬為了泥達到姥這一景要求思，如扭圖4悟.1谷0-例7所甚示，林電路唯中采泥用了勾兩級竹成形碑，第仁一級挖采用坑了簡賣單的成RC紙濾波訓成形男，使強波形丙變得悉比較質平滑派；第薪二級復采用捐了極種-零賽抵消藍電路掌，以耽消去舊RC刑濾波加成形燕后形押成的裕長尾鋪，繞從而侮確保女信號鞠不論示在t裕=t夕時刻至以后讀何時獸到達障，都查能在纖積分在寬度照內降緊至信板號峰脂值的哥1%壩以下釘。韻為此運，我姐們在午Ps均pi蛇ce烏環境速下對簡此進兄行了介仿真堤，紡證明所了停這一誼設計雙要求巾是可托以實湯現的惜。朵根據銅上述救成形營要求公，用原Ga泉rf偶ie余ld曬程序從所進還行的森仿真爛表明鋤，選疾用取圈樣頻手率為劇40騰MH翁z、妄分辨洪率為桶10驢bi海t的趣FA伸DC接能充雞分滿長足測拳量精白度的吵要求熟。蛋成形證后的攻信號彩經緩巧沖后之，用爺差動先輸出牛和交督流耦繩合的派方式久送至儲電荷露測量倘電路圓的輸尚入端蛋。交顏流耦仆合的城目的曉是為填了使牽后級春FA輝DC煮的信窗號輸頸入端銹有穩苗定的匹基線另電平窩，免慣受前夫級由心于溫砍度變輝化所戰引起壘的基三線電喂平移過動叢。舞(肆2溝)棉電眾荷測勒量電產路谷如前央所述逗，電喝荷測鞏量將繡采用準基于百FA室DC墊的數聲字流浸水線路設計意方案離，通傻過數購值積師分獲拘取信偽號所珠攜帶絮的電曉荷量那。漢圖4庸.1宮0-等8島給出瞎了用辨數值誰積分準法測虹量電冤荷量罰的示辟意圖島。采漠用F龍la越sh拔A捕DC逗(狀FA蒙DC掉)對妨被測準波形粘等間和隔地葛全景蚊取樣掘，得得到一熔系列載數字復化取東樣值天D0慣，D炊1，草D2尼…日D鬼n。亭對所結得數媽據進凍行數頌值積鹿分，愿即令脾耍怪踐瘦Q烏=里kDiDND3D2D1D0ClockVint=t圖4.10-8基于FADC的數值積分示意圖TriggerTriggerlatency哄則積胃分值荒Q與枝輸入濫信號兼的電抱荷量干成正身比。看式中可，T部是取重樣時殲鐘(起Cl腿oc釣k)僚的周止期，金k是御比例相因子師，可濫由在膀線刻西度給傲出。居此法槽電路廁簡單昏，容奶易構者成快蓮速的彎數字賊流水阿線，秤且數樓據統沖計性至能好怕，在活FA括DC辯的取晌樣頻摟DiDND3D2D1D0ClockVint=t圖4.10-8基于FADC的數值積分示意圖TriggerTriggerlatency很根據希BE朗SI測II憲M醬DC崖電荷風測量啄精度材的要巧求以以及仿界真結窮果，和如前眠所述智，決聚定選瓜用分準辨率狼為1占0b沸it蓬、取順樣速乞率為茄40威MH甚z的慣FA戶DC陣。取政樣時片鐘（仗40躺MH律z）泰由T油ri江gg宇er翼系統薯提供摸，該扶時鐘器應與瘦對撞醉束團蠶嚴格穿同步蔬。由球于現繳場可讀編程按門陣轎列（桿FP兆GA外）近蕉年來目發展源迅速仆，繼且叼具有系極優貝良的波可編圍程處歉理特尖性，嬸我們逐決定占把它改引入目MD展C的剖電荷尤測量頓電路蝴，以性提高鳴系統矩的整練體性此能。仆圖4舉.1綿0-瞧9給弊出了堪電荷旱測量介電路曾的原橋理性碼方塊鳴圖。皺圖中強，模廣擬信習號處怠理電拜路（種An給al古og他p種ro靜ce稍ss查in秒g）煙接受載來自斧放大榆成形省電路幫的d江E/襯dx效信號原并作躍必要材的處瓦理，學如增景益調夕整、圾直流取電平盲移動早，緩觀沖驅廚動和劃濾除百高頻擁噪聲診等，舌以提急高信柿號質次量，果使之夢與F朱AD跌C芯浪片的褲輸入裙特性略相匹陵配。嬸FA葬DC月芯片蛛按照伍與束蘿流同筐步的雅40籠MH桂z孩時鐘陵（皂cl敘oc造k宋）頻妨率連治續不報停地捏對模當擬輸導入信德號進殘行取垮樣和惕瞬間放數字介化，脾并將協數字舍化的統結果喇以同殊一個謹時鐘謎頻率秋適時瓜寫入除數字固流水新線（政pi非pe界li舞ne俱）。穴數字叢流水階線的射長度逼至少扭應取河為該速接唱列L載=驚（柿ce裝ll袋s幸）纖這樣際才能賄不丟春失好驚事例掃數據碼。上圈式中睬加1久的原鞠因是碌為了桑取得卵t=綠t帆時懶刻前象一個父時鐘婦的取衣樣值聾，該競值通摟常為臨基線摘值。宅平時滋，也亦就是劫在無朋Tr規ig誓ge瞞r蠟信號裁到來撐時，灰Pi跨pe某li鎖ne巨中的被數據褲從出添口處勻按時醉鐘節團拍不腔停地渾被丟脖棄，泡而不美進入費后級庫電路亞。這東時，院Pi捏pe拿li捐ne歲中的清數據惱處于搏不斷象更新酸的狀臟態。復一旦喪判選全有效少，也華即當未有香Tr殘ig尚ge的r蘋信號爪到來狀時，燒pi川pe喊li朱ne吊中的炊數據賊不再騙被丟糊棄，好在邏額輯控惡制電仁路的踩作用螺下，典電路信將依開次完進成下疾列操抱作：說①跟將腿pi重pe觸li吊ne閱跪中取顧出的乏第一嬌個數啟據存短入冶Ba喚se偏li商ne獻r福eg鵝is己te沙r，脊抹該數聯據必雅為基嘩線值晚，也憤即臺絡基值搖；竹②萍將碰隨后織取出鞋的4找0個望數據嬸(1承us棄積分滿寬度林內的雙數據稻)在毅減法銳器漏(s父ub昂tr慘ac綁te碼r)謎中與唉基線某值依蠶次相責減，蛋并將離差值苗送入材累加小器展(A城cc素um反ul蹲at盼or蒙)喉；效③擠累加戶器在矛進行咳40茄次相占加后項，將巨其油“貸和雪”享與預壽先設撒置的棍數字傅閾港（傻di流gi蜻ta呼l預th晝re捷sh要ol柳d）牌在比迷較器規（出co夢mp條ar棵at墾or笑）中域進行源比較百，若堤小于譜閾，撓則將跳累加突結果造丟棄席，這繳樣就放實現協了鄭“笛零數壁據怒”此壓縮廟；若宇大于書閾，商則在子裝配值通道蘭地址叉后，罩寫入障數據蔬緩存訓器（松da往ta賊b占uf汗fe洞r箏）。拴寫入晶的這擔一累墾加結率果，溝代表票了波舊形的繪面積滋，也淚就代扭表了雙欲測喉量的犧電荷仰量。全④朗在評完成志上述詞寫入聯后，伐將各止個通問道荒Da雄ta弊b餅uf室fe珍r淡中的鑒數據役按4貍0墻MH房z稿時鐘不節拍廈，依駁次寫您入一克Gl科ob珠al贊b揚uf蓋fe生r汪（關晨于陽Gl捉ob脅al棗b誼uf煎fe由r遲的組錯成和沃數據跡在其將中的礙存放以格式霉見下閣一節賽的描環述）盟，等刻待V鑒ME蒸前來碗讀出秤。GlobalFPGAVMEbusLocalFPGACheck40MHz10-bitFADCRWVin40MHzClockTriggerDataBufferAccumulatorSubtracterPipelineAnalogprocessing&driverBaselineRegisterCompa-ratorLogicGlobalFPGAVMEbusLocalFPGACheck40MHz10-bitFADCRWVin40MHzClockTriggerDataBufferAccumulatorSubtracterPipelineAnalogprocessing&driverBaselineRegisterCompa-ratorLogicControlDigitalThreshold圖4.10-9電荷測量電路方塊圖GlobalBufferTriggerCounter每在數腰據從背pi諷pe般li糖ne想向帖后轉祖移的牲1μ口s期扣間，例若繼問續有杠Tr塘ig宿ge尖r信徐號產倡生，雨則丈由慎Tr背ig懸ge抖r旋系統旬予垂以褲屏蔽緊，否快則，銅控制偶邏輯福將變輸得十昂分復抱雜。巷因此尺，這鞏1μ陸s的掌時間帖就是秒系統嘆的死居時間榮。名上述利流水振線等短邏輯博處理殲過程背，全槍都安誼排在仇一片擠FP云GA碌內來啊實現蝴，如肆圖4優.1涂0-顏9中依上面想一個眼虛線派框所吧示。顏我們倦把這攏一F誘PG忠A稱券之為屠Lo比ca激l粘FP雜GA輕。F古PG菊A內喘的所甘有處艘理過后程均完通過深VH亡DL三語言怨編程柴來實彈現。綱因此與，對訴邏輯讓控制間和數礎據處壟理方銜式的疼變更皇有極捎大的雞靈活終性。盾一片黎這樣殖的F柿PG扎A舍將她處理笨4個份通道自，具槽有很龍高的害裝配故密度鳳。猴此外缸，電賣路中凝還設賄有一深個8虎bi飯t的倦Tr列ig罪ge日r央co羨un授te臂r，贊每來拉一次情Tr溜ig怒ge皮r，騰其計軋數增夕1。剃在每庫次增捷1后伍，該肆計數歸值也且存入開Gl館ob犁al校b蝴uf睛fe匪r，胖與其抓相應測的數因據一立起形速成一際個屬校于該拒Tr騎ig瓦ge騰r的庫數據違塊（蔬數據喚格式舉待下軋節討遲論）瑞。充Tr揮ig涂ge都r排co世un品te客r意由于夏設置猶為癢8b刻it僵，因熊此，屑每2內56逆個攏Tr綱ig搶ge定r腎以后博，應申還原配為0備。為鵲了避幣免由乞于睡Tr脆ig碎ge默r鞠co籍un嘗te翅r缸計數兵出錯傳造成攜大量禽數據物失效到，電鼓路中旗還設傻置了南Tr編ig喊ge啟r爆co魚un斧te舟r擠計數揚出錯偽檢驗雜電路坡（圖脊4.放10悠-墨8中健未予哥畫出杯）。瑞方法凈是：施先將渣Tr番ig紐ge盛r晃co桂un遺te韻r曠初始續化為偶0，竿觸發政判選腳系統曾在每嗚發出南第2紛56游個府Tr警ig居ge紙r鹽信號塘后，標等待法約會50呆0n鳥s,梯鉗緊接橫著就宏發出養一個場Ch足ec屬k菠信號土。出裕錯檢刑驗電根路在咬接到煌這一秋信號擺后，掃將當芒前碑Tg控ig比ge柳r輪co篩un明te撞r結的計扁數值證與校0剖比較之，如焰果兩呆者相倚等，糟則表識明瑞Tr蝴ig糾ge師r賣co啟un混te鋒r朝計數但無誤協，如券果不悼等，鞭則往鵝Gl體ob饅al察b把uf慢fe速r僑寫入央一出凱錯標瞧志，內VM診E主哥控制管器在知讀到添這個友出錯糧標志罷后，對對前熄面讀揚到的傾25融6個堆數據沈塊將卷作必毫要的互處理賺。同澆時，苦不論鋸檢驗克結果察無誤奸或有蹈誤，益在完籌成檢溜驗后毅，都意將強時制性頸地使現Tr衡ig少ge運r怨co宏un憶te腐r目復位暗，繼仁而開婦始下臣一輪貌計數睡。樸Gl戀ob嫌al卸b撿uf萄fe稻r方和鴉Tr轟ig賴ge足r它co橫un惑te稀r求等，福也都圣設計逃在一障片F抵PG質A內促來實奴現其辛邏輯昌功能有。我換們把夫這一斗FP跑GA姥稱之稿為G寨lo疏ba座l河FP弓GA莫，如擱圖壟4.竿10致-鍋9中雁下面錄的虛制線框閥所示河。久由上昏面的尊討論伐，可飼以得擺出如豐下結偏論：損●號由抹于耍性能芬優良營的現秩場可補編程樸器件賀（F趕PG膛A）慢的使府用，糖使得軋電荷狡量提伶取的貼數值州積分那法變淹得簡礎單、徒易行懸，在朗流水旬線過施程中姨就可距在電辣路板勁上實攜時完糠成電辦荷量猾的提朵取和司零數砍據壓返縮，項而且危不造孝成額純外的難死時畢間。交●屑通覽過上然述數臥據流擱程的押設計計，可眾以實脈現F努AD步C變珍換、蟻數據縫轉移但、電恭荷量欣提取竟、零愈數據欠壓縮案和V謠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