用于探测器信号读出的前端ASIC - 中国科学院高能物理研究所
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硅像素探测器读出芯片的设计
（１．核 探 测 与 核 电子 学 国家 重 点 实 验 室 ，北 京 １０００４９； ２．中国 科 学 院 高能 物 理 研 究 所 ，北 京 １０００４９；３．中 国科 学 院 大学 ，ｊＥ京 １０００４９）
摘 要 ：针 对 应 用 在 时 间 过 阈 技 术 的 像 素 阵列 读 出 芯 片 。
１２９７
研究 十 分必 要 。 当粒 子 击 中探 测 器 中的某 个 像 素 时 ，像 素
内的 电路 会 产 生 １个 过 阈 的脉 冲信 号 ，该 脉 冲 信 号 的 宽 度 与 入 射 粒 子 的 能 量 呈 正 比 ，芯 片 内部 的计 数 器 会 记 录 脉 冲信 号 的前 后 沿 对 应 的计 数 ，该 计 数 也 可 称 为 前 后 沿 的 时 间戳 ，然 后 将 前 后 沿 计 数 和 对 应 像 素 的 地 址 进 行 读 出 。本 文 针 对 测 量 粒 子 径 迹 的 硅 像 素 探 测 器 ，设 计 一 种 基 于 时 间 过 阈 技 术 的 像 素 读 出 芯 片 。
设 计 的功 能 。
关 键 词 ：硅像 素 探 测 器 ；读 出芯 片 ；时 间 过 阈技 术
中 图分 类号 ：ＴＬ８２
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０００—６９３１（２０１６）０７—１２９６—０５
ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１６．５０．０７．１２９６
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｃｈｉｐ ｆｏｒ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｉｘｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ
内对半 导体探 测 器 的研 究 有较 大 的进展 口 ］，而 对像 素 型读 出芯 片 的研 究 还处 于发展 阶段 。国 外 的一 些 硅 像 素 读 出 芯 片 ，如 ＦＥ－Ｉ３、ＦＥ－Ｉ４、 ＦＰＩＸ２等 口 ］，已在 ＡＴＬＡＳ、ＣＭＳ等 实 验 上 得 以应用 。因此 ，为 了尽 快 实 现 硅 像 素探 测 器 及 其 读 出 芯 片 的 国产 化 ，开展 硅 像 素读 出芯 片 的
摘 要 ：针 对 应 用 在 时 间 过 阈 技 术 的 像 素 阵列 读 出 芯 片 。
１２９７
研究 十 分必 要 。 当粒 子 击 中探 测 器 中的某 个 像 素 时 ，像 素
内的 电路 会 产 生 １个 过 阈 的脉 冲信 号 ，该 脉 冲 信 号 的 宽 度 与 入 射 粒 子 的 能 量 呈 正 比 ，芯 片 内部 的计 数 器 会 记 录 脉 冲信 号 的前 后 沿 对 应 的计 数 ，该 计 数 也 可 称 为 前 后 沿 的 时 间戳 ，然 后 将 前 后 沿 计 数 和 对 应 像 素 的 地 址 进 行 读 出 。本 文 针 对 测 量 粒 子 径 迹 的 硅 像 素 探 测 器 ，设 计 一 种 基 于 时 间 过 阈 技 术 的 像 素 读 出 芯 片 。
设 计 的功 能 。
关 键 词 ：硅像 素 探 测 器 ；读 出芯 片 ；时 间 过 阈技 术
中 图分 类号 ：ＴＬ８２
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０００—６９３１（２０１６）０７—１２９６—０５
ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１６．５０．０７．１２９６
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｃｈｉｐ ｆｏｒ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｉｘｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ
内对半 导体探 测 器 的研 究 有较 大 的进展 口 ］，而 对像 素 型读 出芯 片 的研 究 还处 于发展 阶段 。国 外 的一 些 硅 像 素 读 出 芯 片 ，如 ＦＥ－Ｉ３、ＦＥ－Ｉ４、 ＦＰＩＸ２等 口 ］，已在 ＡＴＬＡＳ、ＣＭＳ等 实 验 上 得 以应用 。因此 ，为 了尽 快 实 现 硅 像 素探 测 器 及 其 读 出 芯 片 的 国产 化 ，开展 硅 像 素读 出芯 片 的
电荷灵敏放大器-中国科学院高能物理研究所
传统前置放大器理论
由于探测器的输出阻抗往往比后接电路的输 入阻抗大得多，可以等效为一个电流源。让 探测器的输出电流i对一个固定电容充电即可 以实现电荷电压转换：
idt Q CU
基本的转换方法包括
电流灵敏放大器方法 电压灵敏放大器方法 电荷灵敏放大器方法
电流灵敏放大器
采用电流灵敏放大器。这种方法就是将一个电 流放大器接在探测器和积分电容之间。电流灵 敏放大器不但可以测量电荷量，还可以获取精 确的时间信息，但要求放大器有较大的带宽。
高能物理实验中的电荷测量
粒子通过探测器时使探测器产生电离、激发光 或光电转换等过程，在探测器的电接收端收集 或者感应出电子和正电荷，通过外接流动通道 形成需要测量的电信号。根据探测的机理，目 前常用探测器输出均为电流信号 探测器输出信号的电荷量与粒子在探测器中消 耗掉的能量有一定对应关系，通常情况为正比 关系
得到的电子电荷的平均数=能量电荷转换系数 x 粒 子在探测器中消耗掉的能量
电荷测量系统的基本结构
传统电荷测量系统，从接收到探测器的 信号到最终得到数字量结果，大致分为 三部分
前置放大器及成型 主放大器、成型和电缆传输 电压到数字量的转换
从方法上也可以分为积分型电荷测量和 电流型电荷测量两种
高能物理中常用电荷测量方法
第十五届全国核电子学与探测技术学术年会 江晓山 中国科学院“核探测技术与核电子学”重点实验室
中国科学院高能物理研究所
2010年 8月14日
电荷量的测量
密立根油滴实验
基本电荷的确定 精确测量带电微粒电荷量 的开端
e＝1.602×10-19C
基于VATA160的前端读出电子学设计
基于VATA160的前端读出电子学设计宋海声;孙文健;杨海波;赵承心;李承飞;彭鹏;李先勤【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2022(45)6【摘要】针对核物理实验的读出需求,文中介绍一种具有高集成度、多通道、低功耗、高数据传输速率及较强的扩展性和通用性的前端读出电子学系统。
该前端读出电子学系统可以实现对输入信号的传输和采集,保障核物理实验后续数据分析的高效进行。
读出电子学系统主要基于VATA160电荷测量专用集成电路(ASIC)和FLASH型现场可编程逻辑门阵列(FPGA)进行设计,采用VATA160电荷测量专用集成电路进行输入信号的处理,并由逻辑控制单元将采集到的数据传输到上位机进行存储分析。
最后,对读出系统的基线噪声和工作性能进行测试。
结果表明:基线噪声值仅占整个读出系统量程范围的0.026%,噪声干扰小;通道的积分非线性优于0.801%,系统性能优;同时,该系统具有较大的动态范围、集成度以及较强的通用性,对于未来多种核物理实验的研发具有广泛的适应性。
【总页数】5页(P39-43)【作者】宋海声;孙文健;杨海波;赵承心;李承飞;彭鹏;李先勤【作者单位】西北师范大学物理与电子工程学院;中国科学院近代物理研究所;中国科学院大学核科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】TN99-34【相关文献】1.中子墙探测器前端读出电子学电路设计的改进2.用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计3.束流均匀性测量前端读出电子学电路的设计4.BESⅢ TOF前端读出电子学模块测试控制及分析软件系统的设计5.基于3D Si PIN阵列热中子探测器的变增益宽动态前端读出电子学设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用于GEM探测器的像素型读出ASIC研究设计
关键词 ： Ｇ Ｅ Ｍ； 电流积分 ； 像素读 出 ； Ａ Ｓ Ｉ Ｃ ； Ｓ Ａ Ｒ— Ａ Ｄ Ｃ
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ３ ６ 文献 标志码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ２ ５ ８ Ｄ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ － ０ ４ ７ ３ － ０ ５
Ｇ Ｅ Ｍ…探测器 以其时 间分辨 、 位置分辨和
口小 ， 单通道事例率 达 １ ＭＨ ｚ 。输 入 信号 电荷 量动态 范 围 ３ ０ ０ ｆ Ｃ时 ， 积分 非线 性 小 于 ０ ． ６ ８ ％ 。低 功耗
Ｓ Ａ Ｒ—Ａ Ｄ Ｃ， １ ０比特精 度 ， 采样率 １ Ｍｓ ｐ ｓ ， 功耗 ２ ２ ０ ｕ Ｗ。该方案相关 芯片 已流 片和测试 ， 取得较 好的初 步 测试 结果。
每一个过阈信号进行电荷积分 ， 完成信号电荷 至电压的转换 。每个像素 内集成 Ａ Ｄ Ｃ ， 将信号 幅度进行数字化 ， 避免 了模拟信号选通读出的 长时间等待 ， 减少死时间， 提高计数率。经数字
化的信号幅度信息 ， 根据信号到达的先后次序， 按照一定 的优先级 ， 由像素 内逻辑 电路和外 围 读写逻辑电路联合控制读 出。
图 １ 芯 片 整 体 方 案
２ 芯片工作方式 １ 芯片整体 方案
本文所介 绍的像 素 Ａ Ｓ Ｉ Ｃ芯 片， 针对 Ｇ Ｅ Ｍ 像素单元 电路框图 ， 如图 ２ 所示 ， 包括电荷 灵敏前放 、 电流放大器 、 电流 比较器、 单稳态电
探测器， Ｐ ａ ｄ中心距 １ ｍ ｍ Ｘ １ ｍ ｉ ｎ ， 实现单信号
现。由于二维条型读 出方式无法分辨一个电子 学读 出周期内的多次击中事例 ， 导致探测效率 和计数率的下降。像素 （ Ｐ ａ ｄ ） 阵列读 出方式 Ｊ 则无此限制 ， 但随之而来 的却是读 出通道数 的
空间高效多通道反符合探测器系统设计
空间高效多通道反符合探测器系统设计罗章正;董亦凡;郭东亚;龚轲;刘雅清;彭文溪;乔锐;王志刚;张大力【期刊名称】《传感器技术与应用》【年(卷),期】2024(12)2【摘要】MeV伽马射线天文台(MeV Gamma Ray Observatory, MeVGRO)是目前在研预计实现对MeV能区伽马射线高分辨、高灵敏度探测的大型空间天文望远镜。
反符合探测器(Anti-Coincidence Detector, ACD)作为MeVGRO的有效载荷之一,需要实现带电粒子的高效探测,从而区分空间带电粒子和伽马射线。
本文基于硅光电倍增管(Silicon photomultiplier, SiPM)和ASIC (Application Specific Integrated Circuit),设计了一款可以应用于空间的反符合探测器样机,可高效的输出带电粒子的触发信号,兼具大动态范围测量,并对其进行了基线噪声测试、动态范围测试和宇宙线测试。
测试结果表明该样机工作稳定、性能良好,实现了动态范围最大到500 pC,各通道的电子学台阶一致性在1.1%以内,最小电离粒子(Minimum Ionizing Particle, MIP)的能谱信噪比优于0.2 c.u.。
【总页数】8页(P220-227)【作者】罗章正;董亦凡;郭东亚;龚轲;刘雅清;彭文溪;乔锐;王志刚;张大力【作者单位】内蒙古工业大学信息工程学院呼和浩特;中国科学院高能物理研究所【正文语种】中文【中图分类】G63【相关文献】1.暗物质探测实验液氩反符合探测器杂质影响分析2.用于暗物质间接测量外围反符合探测器的读出研究3.CDEX实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验测试4.多通道光子计数符合激光测距系统设计与实现5.基于反符合的核辐射探测器电路研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多阳极光电倍增管读出ASIC设计
多阳极光电倍增管读出ASIC设计肖腾飞;张研;王庆娟;吴文欢;王铮;赵京伟【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2012(032)009【摘要】主要介绍了针对多阳极光电倍增管读出ASIC设计,该设计主要应用于散裂中子源中子谱仪中的高通量粉末衍射仪的读出电子学系统中[1].设计采用了Chartered 0.35 μm CMOS工艺,整个芯片集成了32通道,每个通道包含前置放大器、积分电路以及比较器等部分,分别实现快速放大、积分、甄别和整形输出等功能.要求前放增益可调,能够准确分辨出中子和γ信号.【总页数】4页(P1003-1006)【作者】肖腾飞;张研;王庆娟;吴文欢;王铮;赵京伟【作者单位】中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049【正文语种】中文【中图分类】TL81【相关文献】1.PMT信号前端读出ASIC设计 [J], 严雄波;吕继方;王铮;赵京伟;肖腾飞2.基于峰值保持电路的GEM探测器前端读出ASIC设计 [J], 吕继方;吴文欢;王铮;刘振安;严雄波;魏微3.多阳极光电倍增管前端四通道放大读出芯片设计 [J], 王科;刘振安;王铮;李道武4.多阳极光电倍增管信号简化读出方法研究 [J], 刘宗民;张文杰;岳骞;李元景5.基于硅光电倍增管的PET前端读出ASIC设计 [J], 沈林凯;高德远;魏廷存;高武;曾蕙明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高能物理学中的粒子探测技术
高能物理学中的粒子探测技术在高能物理学中，粒子探测技术是非常关键的，它们被用来探测、识别和测量高能粒子，帮助科学家研究基本粒子的性质和相互作用。
这些技术能够提供对粒子的能量、动量、路径和种类等重要信息，为物理学家进一步探索基本粒子世界打下了坚实的基础。
一种常见的粒子探测技术是径迹探测器。
径迹探测器能够追踪高能粒子在探测器中的路径。
其基本原理是利用辐射敏感材料和探测器的结构，记录粒子在材料中的轨迹。
传统的径迹探测器通常采用闪烁体、流星探测器或者氢-氖层次计数器等材料，来测量粒子路径上的能量损失和位置信息。
透过多层次的径迹探测器，物理学家可以重建出高能粒子在探测器中的运动轨迹，并进一步分析反应事件。
相比之下，时间投影室技术是另一种重要的粒子探测技术。
时间投影室是可以测量带电粒子轨迹并重建二维或三维图像的气体探测器。
它利用高压气体和导线产生电离，通过电子漂移和扩散的方式来测量粒子的位置。
时间投影室具有高空间分辨率、较大的活动面积和较短的响应时间等优点。
它可以应用于高能线性对撞机和环形加速器等大型实验装置，用来重建高能带电粒子的轨迹，并提供精确的位置和动量信息。
除了径迹探测器和时间投影室，高能物理学中还使用了许多其他粒子探测技术。
例如，电磁量能器用于测量带电或中性粒子的能量。
电磁量能器通常由闪烁体、电磁铁和光电二极管等组成，能够将粒子的能量转化为光信号，并测量其强度。
而强子量能器则用于测量强子的能量和位置，采用的是比较厚的吸收材料，可以抑制强子和软辐射的效应。
除此之外，色散器、吗仑计数器、湮灭探测器等技术在高能物理学中也都有广泛应用。
粒子探测技术的发展，推动了高能物理学的进步。
随着技术的不断创新和完善，探测器的性能不断提高，使得科学家们能够更加精确地测量粒子的能量、动量和相互作用等重要参数。
例如，在大型强子对撞机（LHC）的ATLAS实验中，探测器精确测量了希格斯玻色子的质量，进一步验证了标准模型的预测。
附表3-Indico-中国科学院高能物理研究所
推荐同志为岗位拟聘人选。
聘用委员会主任（签字）：年月日
单位聘用意见
同意同志聘用为岗位，聘期自年
月日起至年月日止。
单位法定代表人或委托人（签字）：（公章）
年月日
专利名称
转化结果、意义及评价
获科技奖励情况（最多填五项）
年度
奖励种类
获奖项目名称
等次
排名
国内外学术任职情况（最多填五项）
任职组织名称
担任职务
任职起止时间
对应聘岗位的工作设想：
1.做好目前的几个项目，特别是星用抗辐射读出芯片项目，为高能所的ASIC方向做出比较有特色的，具有国际水平的芯片。
2.与其它同事一起，建立核电子学读出芯片的基本设计单元库，并完善针对半导体探测器，GEM探测器，光电倍增管等几大类不同放大增益探测器分别适用的读出芯片。从而加快设计速度，避免重复劳动；并随时可为需要的单位提供适用的芯片。
项目名称
项目类别
项目经费
本人角色
起止时间
新型CZT半导体X射线和γ射线探测器研制—子课题—探测器读出芯片研制
国家重大科学仪器设备开发专项
30万
负责人
2013年6月-2016年6月
X射线时变与偏振卫星XTP背景型号研制—子课题—探测器匹配读出芯片研制
院先导专项
14万
负责人
2011年10月-2014年10
3.进一步加强与国内外相关单位（芯片应用单位或其它专业集成电路设计单位）的联系交流，发掘潜在用户，推广芯片应用，发展合作伙伴，促进国内核探测与核电子学研究水平的发展。
4.做好北京谱仪端盖飞行时间探测器改造项目中触发系统研制与评审工作；跟进未来的环形正负电子对撞机-超级质子对撞机项目进展，争取以后在里面发挥一定作用。
聘用委员会主任（签字）：年月日
单位聘用意见
同意同志聘用为岗位，聘期自年
月日起至年月日止。
单位法定代表人或委托人（签字）：（公章）
年月日
专利名称
转化结果、意义及评价
获科技奖励情况（最多填五项）
年度
奖励种类
获奖项目名称
等次
排名
国内外学术任职情况（最多填五项）
任职组织名称
担任职务
任职起止时间
对应聘岗位的工作设想：
1.做好目前的几个项目，特别是星用抗辐射读出芯片项目，为高能所的ASIC方向做出比较有特色的，具有国际水平的芯片。
2.与其它同事一起，建立核电子学读出芯片的基本设计单元库，并完善针对半导体探测器，GEM探测器，光电倍增管等几大类不同放大增益探测器分别适用的读出芯片。从而加快设计速度，避免重复劳动；并随时可为需要的单位提供适用的芯片。
项目名称
项目类别
项目经费
本人角色
起止时间
新型CZT半导体X射线和γ射线探测器研制—子课题—探测器读出芯片研制
国家重大科学仪器设备开发专项
30万
负责人
2013年6月-2016年6月
X射线时变与偏振卫星XTP背景型号研制—子课题—探测器匹配读出芯片研制
院先导专项
14万
负责人
2011年10月-2014年10
3.进一步加强与国内外相关单位（芯片应用单位或其它专业集成电路设计单位）的联系交流，发掘潜在用户，推广芯片应用，发展合作伙伴，促进国内核探测与核电子学研究水平的发展。
4.做好北京谱仪端盖飞行时间探测器改造项目中触发系统研制与评审工作；跟进未来的环形正负电子对撞机-超级质子对撞机项目进展，争取以后在里面发挥一定作用。
百万像素硅像素探测器数据获取系统设计
百万像素硅像素探测器数据获取系统设计
李洋;季筱璐;沈炜
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2017(037)012
【摘要】介绍了百万像素硅像素探测器数据获取系统的设计.该系统根据实验需求,尤其针对硅像素探测器1.92 GB/s高带宽的数据读出指标进行设计,实现了数据高速稳定读出的目标,同时提供运行控制、在线事例组装、无损压缩、数据存储,以及抽样显示图像等功能.文中对系统进行了稳定性以及主要性能测试,测试表明系统长期运行稳定,最高读出带宽可达2.49 GB/s.
【总页数】5页(P1188-1192)
【作者】李洋;季筱璐;沈炜
【作者单位】核探测与核电子学国家重点实验室,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院大学,北京100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京100049;中国科学院高能物理研究所,北京100049;中国科学院大学,北京100049
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
1.像素探测器高带宽数据获取系统设计 [J], 沈炜;季筱璐;顾敬梓;朱科军
2.CMOS硅像素探测器测试系统设计 [J], 高万东;王科;王娜;朱宏博;孙俊峰
3.百万像素红外探测器可能具有无数的应用 [J], 高国龙
4.高速X射线SCD探测器数据获取系统设计 [J], 薛佳琦;赵晓帆;崔苇苇;韩大炜;李炜;霍嘉;蒋蔚;余羿;陈勇
5.CSNS多功能反射谱仪3 He管探测器数据获取系统设计 [J], 赵东旭;章红宇;孙志嘉;王修库;肖亮
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核探测技术与核电子学联合实验室章程-USTC
有，由双方共享。效益分成办法根据具体情况另行决定。
第五章 评估机制
第二十一条 考虑执行《中国科学院重点实验室评估办法》。
第六章 长期发展
第二十二条 在联合实验室的基础上不断发展完善现有科研条件，抓住机遇，为 共同申请并筹建院重点实验室做好准备。
第七章 附则
第二十三条 本章程由联合实验室管理委员会、室务委员会全体委员会议通过后 执行。
出席会议的有高能所、北京大学、清华大学、中国科大、广西大学、河南师 范大学、湖南大学、华中师范大学、南开大学、山西大学等国内十多家科研院所 及夏威夷大学、华盛顿大学、东京大学、吉森大学（Universitaet Giessen）、波鸿 大学（Bochum University）、德国重离子研究中心和俄罗斯杜柏纳等国际合作单 位共百余名代表。
相互推荐和聘请兼职教授、兼职研究员和兼职博士生导师。
联合实验室坚持“理论与实践相结合”的教书育人传统，为本科生提供 实习基地，为研究生的联合培养创造研究实习的有利条件。
联合实验室应向社会及有关领域推广本学科的科研技术与成果。
第三章 组织机构
第九条 联合实验室实行管理委员会领导下的室务委员会负责制。
第十条
5
51 位国际代表和高能所、理论所、北京大学、中科院研究生院等单位的百余名 代表参加了此次研讨会。
在三天的会议期间，专家们深入探讨了介子谱、新物质形态、粲偶素的强衰 变、D 介子的混合和 CP 破坏、阈值附近的 Tau 物理、R 值的精确测量等问题。热 情洋溢地讨论了当前τ物理和粲物理实验和理论的最新进展和τ－粲物理在未 来几年的发展。这次研讨会使人们更加认识到了在未来 LHC 时代τ－粲物理仍然 在高能物理理论和实验领域占有一席之地，尤其是在未来强子对撞机上一旦发现 新的物理现象，人们会更清楚地探讨隐藏在重味物理衰变中的对应的新物理现 象。
第五章 评估机制
第二十一条 考虑执行《中国科学院重点实验室评估办法》。
第六章 长期发展
第二十二条 在联合实验室的基础上不断发展完善现有科研条件，抓住机遇，为 共同申请并筹建院重点实验室做好准备。
第七章 附则
第二十三条 本章程由联合实验室管理委员会、室务委员会全体委员会议通过后 执行。
出席会议的有高能所、北京大学、清华大学、中国科大、广西大学、河南师 范大学、湖南大学、华中师范大学、南开大学、山西大学等国内十多家科研院所 及夏威夷大学、华盛顿大学、东京大学、吉森大学（Universitaet Giessen）、波鸿 大学（Bochum University）、德国重离子研究中心和俄罗斯杜柏纳等国际合作单 位共百余名代表。
相互推荐和聘请兼职教授、兼职研究员和兼职博士生导师。
联合实验室坚持“理论与实践相结合”的教书育人传统，为本科生提供 实习基地，为研究生的联合培养创造研究实习的有利条件。
联合实验室应向社会及有关领域推广本学科的科研技术与成果。
第三章 组织机构
第九条 联合实验室实行管理委员会领导下的室务委员会负责制。
第十条
5
51 位国际代表和高能所、理论所、北京大学、中科院研究生院等单位的百余名 代表参加了此次研讨会。
在三天的会议期间，专家们深入探讨了介子谱、新物质形态、粲偶素的强衰 变、D 介子的混合和 CP 破坏、阈值附近的 Tau 物理、R 值的精确测量等问题。热 情洋溢地讨论了当前τ物理和粲物理实验和理论的最新进展和τ－粲物理在未 来几年的发展。这次研讨会使人们更加认识到了在未来 LHC 时代τ－粲物理仍然 在高能物理理论和实验领域占有一席之地，尤其是在未来强子对撞机上一旦发现 新的物理现象，人们会更清楚地探讨隐藏在重味物理衰变中的对应的新物理现 象。
MRPC／TOF实验中的ASIC／NINO读出电子学
随着新一代高时间分辨和位置分辨 的粒子 探 测 器 的 发展 ， 要 与之 相适 应 的读 出 电子 学 需
和数据获取系统 。近年来 ， 使用特定 用途集成
电路 ＡＳＣ芯 片 （ ｐｉ ｔ ｎＳ ｅｉｃＩｔｇ ａ— Ｉ Ａｐ ｌ ａｉ ｐ ｃ ｉ ｎｅ ｒ ｔ ｃ ｏ ｆ
效 率 ＞ ９ ［ ５ 引。
到 电压 的转 换 。整个 ＮＩ ＡＳＣ 电路 的 结构 Ｎ０－ Ｉ
图２ ＮＩ 的输入 级电路原理 图 ＮＯ
见图 ３ 。输入级之后 有 ４ 个低增 益、 高带宽 的 成形放大器 ， 成形后 的脉冲宽度取决于输入信
积的 ＭＲ Ｃ Ｔ Ｆ 系统［ 。我们 为 Ｓ Ａ 实 Ｐ ／Ｏ １ ］ Ｔ Ｒ
放 大 和成形 。为 了充分 发挥 ＭＲ Ｃ 的性能 ， Ｐ ＡＩＣ ／ Ｏ Ｅ Ｔ Ｆ组设计了专用的放大甄别芯片一 Ｉ ＮＩ Ｅ ＮＯ 。ＮＩ ＮＯ采用差分 的输人 ， 全线路的差
验组研制 的由 ２ ８个 ＭＲ Ｃ ６气 隙） Ｐ （ 模块组成
图ｌ 所示是 ＭＲ Ｃ工作原理示意图。工 Ｐ 作在雪崩模式下 的 Ｍ ） ， Ｃ 由于采用 了多气 隙 的结构 ， 减小 了原初 电离过程 的统计涨落 和电 子漂移而产生的时间晃动 ； 由于气隙 中电阻板 的 电位是浮动的， 可以 自动地调节电阻板 的电
ｅ ｉ ｕｔ用 于探 测 器 读 出 电子 学 ， 得 了 越 ｄＣｒ ｉ ｃ ） 获
探测阵列 （ Ｏ ｒ在两年多的 Ｒ Ｃ Ｓ Ａ 物 Ｔ Ｆ） ＨＩ ／ Ｔ Ｒ 理运行中， 显示了良好工作性能 ， 其平均时间分 辨为 ８ｐ （ ５ ｓ包括电子学 系统的时间晃动） 探测 ，
分信号处理 ， 最大程度地利用了 ＭＲ Ｃ本身产 Ｐ 生 的差分 信号 。Ｎ Ｎ 对 输人 信号 进行快 放 ＩＯ
中国科学院高能物理研究所
中国科学院高能物理研究所2010年校园招聘（）一、单位简介中国科学院高能物理研究所是我国高能物理研究、先进加速器技术的研究开发、先进射线技术及射线应用的综合性研究基地，具有以大科学装置为基础开展基础研究、开发与集成的多学科交叉综合优势，已成为对国内外高度开放的、依托大科学装置开展基础研究和应用基础研究的大型综合性研究所。
中国科学院高能物理研究所建有北京正负电子对撞机国家实验室和四个中国科学院重点实验室：核分析技术重点实验室(北京分部)、粒子天体物理重点实验室、核探测技术与核电子学重点实验室、纳米生物效应与安全性重点实验室，还建有院大科学装置理论物理研究中心。
截止2009年8月底，全所职工总数近1200人，其中专业人员超过70%，近850人。
有中国科学院院士8人，中国工程院院士2人。
在读研究生近400人，在站博士后60人。
中国科学院高能物理研究所是国内首批实行研究生学位制和建立博士后科研流动站的单位，物理学科具有一级学科学位授予权，是中国科学院博士生重点培养基地之一。
中国科学院高能物理研究所现有理论物理、粒子物理与原子核物理等五个理学博士专业点和核技术及应用、计算机应用及技术两个工学博士专业点(博士、硕士学位授予权)，无机化学理学专业点（硕士学位授予权）；物理学、核科学与技术2个博士后科研流动站；博士生导师70余人，硕士生导师200余人。
高能所从1978年开始至今共招收培养攻读硕士学位和博士学位研究生1700余人。
主要研究领域：高能物理、理论物理、粒子天体物理、加速器物理与技术、核探测器与核电子学、同步辐射应用、化学生物学、核分析技术及应用、自由电子激光、辐射防护、计算机和网络的应用等。
重要的科研设施及装置：北京正负电子对撞机、北京谱仪、北京同步辐射装置、北京自由电子激光装置、西藏羊八井国际宇宙线观测站、强流慢正电子装置。
重大科学工程及项目：北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）已于2009年7月17日顺利通过由国家发展和改革委员会组织的国家验收，半年多的试运行表明BEPCII已成为粲物理能区国际领先的对撞机和高性能的兼用同步辐射装置，成为国际同类装置建设的一个范例；大亚湾反应堆中微子实验项目于2007年10月正式开工，将精确测量中微子混合参数q13，它的精确测量具有重大的科学意义。
国家三级(网络技术)笔试模拟试卷19(题后含答案及解析)
国家三级（网络技术）笔试模拟试卷19(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题选择题（每小题1分，共60分）下列各题A、B、C、D四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项涂写在答题卡相应位置上。
1．我国第一条与国际互联网连接的专线是从中科院高能所到斯坦福大学直线加速器中心，它建成于______。
A．1989年6月B．1991年6月C．1993年6月D．1995年6月正确答案：B解析：1991年，中国科学院高能物理研究所采用DECNET协议，以X.25方式连入美国斯坦福线性加速器中心(SLAC)的LIVEMORE实验室，并开通电子邮件应用。
2．解释程序的功能是______。
A．将高级语言转换为目标程序B．将汇编语言转换为目标程序C．解释执行高级语言程序D．解释执行汇编语言程序正确答案：D解析：解释程序边解释边逐条执行语句，不保留机器的目标代码，而编译程序是将源代码编译成计算机可以直接执行的机器代码或汇编代码的程序，其转换结果将作为文件保留。
3．奔腾采用了增强的64位数据总线，它的含义是______。
A．内部总线是32位的，而与存储器之间的外部总线是64位的B．内部总线是64位的，而与存储器之间的外部总线是32位的C．内部总线是32位的，而与输出设备之间的外部总线是64位的D．内部总线是64位的，而与输出设备之间的外部总线是32位的正确答案：A解析：奔腾的内部总线是32位的，但它与存储器之间的外部总线增为64位。
4．路由器的发展表现在从基于软件实现路由功能的单总线CPU结构路由器，转向于基于硬件专用ASIC芯片的路由交换的高性能的______。
A．交换路由器B．算法C．路由网关D．Ethernet交换机正确答案：A解析：改进传统网络的方法主要是：增大带宽与改进协议。
增大带宽可以从传输介质和路由器性能两个方面着手。
路由器是IP网络中的核心设备。
路由器的硬件体系结构的发展经历了单总线单CPU、单总线主从CPU、单总线对称多CPU、多总线多CPU和交换结构5个发展阶段。
国家重点研发计划课题中期执行情况报告-PandaX-上海交通大学
附件 2项目编号：密级：国家重点研发计划课题中期执行情况报告项目名称：基于惰性气体探测器的直接暗物质探测实验课题名称：用于暗物质探测等实验的低本底电子学系统研发课题负（签字） 课题牵头（盖章）执行期限： 2016 年 7 月 至 2021 年 6 月中华人民共和国科学技术部2018 年 7 月13 日编报要求一、内容说明课题中期执行情况报告着重围绕课题任务书的内容，报告课题中期重要进展情况，具体包括课题的总体目标及考核指标实现程度，人员、资金等支撑条件落实情况，课题经费使用情况等，并报告中期执行过程中的重大事项及突出进展。
二、格式要求文字简练；报告的密级一般与任务书规定的密级相同；报告文本统一用A4 幅面纸，文字内容一律通过“国家科技管理信息系统公共服务平台”在线填报；报告文本第一次出现外文名称时要写清全称和缩写，再出现时可以使用缩写。
三、编制程序及时间要求项目中期总结前，由课题承担单位组织课题参与单位编制课题中期执行情况报告，经课题负责人及课题牵头单位审核后，提交项目牵头单位。
编写大纲一、总体进展情况1.课题中期总体进展情况课题3 包括PandaX-III TPC 探测器大规模低本底低噪声读出电子学、以及液氩探测器光电倍增管大规模波形数字化两个研究方向。
根据课题任务书，本课题的目标是完成两个方向的读出电子学关键技术攻关、以及配套读出系统的研发任务。
经过两年（2016.7- 2018.6）的研究，到目前为止，本课题的两个研究方向都完成了方案设计以及原型电子学的研制。
方向一的中期任务完成状态及与任务书的对照如下表：方向二的中期任务完成状态及与任务书的对照如下表：表2. 液氩探测器大规模波形数字化电子学的中期完成情况2. 课题调整情况无。
二、取得的重要进展及成果1.课题中期重要进展及成果简要介绍课题研究工作的重要进展、阶段性成果（一般不超过3 项）及前景。
PandaX-III TPC大规模低本底低噪声读出电子学研究方向1）PandaX-III 实验读出电子学方案设计在本项目的第1 年度，本课题配合项目牵头单位上海交通大学，参与了PandaX-III 方案设计报告（CDR）的讨论和撰写，并具体承担读出电子学相关章节。
附表IndicoIHEP-中国科学院高能物理研究所
研究员三级（破格）
本人工作简历（包括工作单位，岗位任职经历）：
2002/09-2003/09，意大利帕多瓦大学伽利略物理系，博士后
2003/10-2008/01，高能所实验物理中心电子学一组副组长
2008/01-2013/05，高能所实验物理中心电子学一组组长
2013/05至今，实验物理中心副主任
2004年7月，聘为副研究员
专利名称
转化结果、意义及评价
无
获科技奖励情况（最多填五项）
年度
奖励种类
获奖项目名称
等次
排名
2011
北京市科技进步奖
三等奖
4
2013
中国科学院杰出科技成就奖
7
国内外学术任职情况（最多填五项）
任职组织名称
担任职务
任职起止时间
无
对应聘岗位的工作设想：
在江门中微子实验项目预研过程中，充分发挥副总工程师的作用，组织电子学、数据获取、慢控制等方面的预研工作，确保项目顺利进展，力争在2020年完成各项预研和建设任务。继续开展用于粒子物理实验的前端专用集成电路研究工作，保证现有各研究项目按计划完成。
“用于GEM探测器的高集成度专用集成电路研制”
基金面上项目
96万
项目负责人
2014/01-2017/12
“新型密集阵列探测器读出ASIC的研制”项目中“多通道GEM探测器读出专用芯片”课题
基金重点项目
240万/66万
课题负责人
2008/01-2011/12
代表性论著情况（最多填五篇）
题目
发表
时间
刊物/出版社名称
本人
排名
An ASIC design for LHAASO
本人工作简历（包括工作单位，岗位任职经历）：
2002/09-2003/09，意大利帕多瓦大学伽利略物理系，博士后
2003/10-2008/01，高能所实验物理中心电子学一组副组长
2008/01-2013/05，高能所实验物理中心电子学一组组长
2013/05至今，实验物理中心副主任
2004年7月，聘为副研究员
专利名称
转化结果、意义及评价
无
获科技奖励情况（最多填五项）
年度
奖励种类
获奖项目名称
等次
排名
2011
北京市科技进步奖
三等奖
4
2013
中国科学院杰出科技成就奖
7
国内外学术任职情况（最多填五项）
任职组织名称
担任职务
任职起止时间
无
对应聘岗位的工作设想：
在江门中微子实验项目预研过程中，充分发挥副总工程师的作用，组织电子学、数据获取、慢控制等方面的预研工作，确保项目顺利进展，力争在2020年完成各项预研和建设任务。继续开展用于粒子物理实验的前端专用集成电路研究工作，保证现有各研究项目按计划完成。
“用于GEM探测器的高集成度专用集成电路研制”
基金面上项目
96万
项目负责人
2014/01-2017/12
“新型密集阵列探测器读出ASIC的研制”项目中“多通道GEM探测器读出专用芯片”课题
基金重点项目
240万/66万
课题负责人
2008/01-2011/12
代表性论著情况（最多填五篇）
题目
发表
时间
刊物/出版社名称
本人
排名
An ASIC design for LHAASO
博士学位论文-中国科学技术大学
密级:博士学位论文基于先进ASIC芯片的多探测单元信号读出方法与电路设计作者姓名：杨海波指导教师: 苏弘、研究员、中科院近代物理研究所学位类别: 工学博士学科专业: 核技术及应用研究所: 中科院近代物理研究所二〇一五年五月Signals Reading Method and Circuit Design for Multiple Detection Unit Based on the Advanced ASIC ChipsByYang HaiboA Dissertation Submitted toUniversity of Chinese Academy of SciencesIn partial fulfillment of the requirementFor the degree ofDoctor of Science in EngineeringInstitute of Modern Physics, Chinese Academy of SciencesMay, 2015致谢时光一逝永不回，五年，想想很长，过起来却是如此短暂。
回顾在近物所五年的学习生活，有太多的人需要感谢。
首先，谨向我的导师苏弘研究员，致以最衷心的敬意和谢意。
几年的学习生活中，苏老师给过我太多的指导和帮助，心里的感激也非一言半语所能表达。
苏老师敏锐的思维，踏实的做事风格都时时刻刻影响着我。
本论文之所以能够顺利完成，苏老师倾注了大量的心血，从论文的选题、方案设计，到论文定稿都直接得益于苏老师的悉心指导。
这五年以来，苏老师给了我很多有益的教诲，将使我受益终生。
谢谢您，苏老师。
感谢实验室的千奕老师，孔洁老师。
感谢她们对我工作和生活中的帮助，无论是讨论解决思路、方案设计，还是电路的调试、数据分析，还是生活中遇到的问题，都给与了我极大的帮助和无微不至的照顾。
谢谢你们。
感谢次级束物理研究组的陈金达老师，气体探测器组的张秀玲老师，实验物理中心的杜成名师兄，和已经毕业的陈泽师兄。
计算机网络基础知识试题及答案
计算机网络根底知识参考试题及答案解析－、单项选择题〔1〕我国在1991年建成第一条与国际互联网连接的专线，与斯坦福大学连接成功，实现者是中国科学院的〔〕。
A〕数学所B〕物理所C〕高能所D〕情报所答案：B〕解析：1991年6月我国第一条与国际互联网连接的专线建成，它从中国科学院高能物理研究所接到美国斯坦大学的直线加速器中心。
〔2〕关于计算机网络的讨论中，以下哪个观点是正确的？〔〕A〕组建计算机网络的目的是实现局域网的互联B〕联入网络的所有计算机都必须使用同样的操作系统C〕网络必须采用一个具有全局资源调度能力的分布操作系统D〕互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的自治计算机系统答案：D〕解析：目前计算机网络的根本特征有：计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机〞；联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议，并不要求连入网络的计算机使用一样的操作系统。
〔3〕广域网覆盖的地理X围从几十公里到几千公里。
它的通信子网主要使用〔〕。
A〕报文交换技术B〕分组交换技术C〕文件交换技术D〕电路交换技术答案：B〕解析：广域网的通信子网主要使用分组交换技术，将分布在不同地区的局域网或计算机系统互联起来，到达资源共享的目的。
〔4〕关于城域网建立方案特点的描述中，以下哪些是正确的？〔〕①主干传输介质采用光纤②交换结点采用基于IP交换的高速路由交换机或ATM交换机③采用ISO／OSI七层构造模型④采用核心交换层，业务会聚层与接入层3层模式A〕①②④B〕②③C〕①③④D〕①②③答案：A〕解析：此题考察城域网建立方案的共同点。
目前各种城域网的建立方案有几个共同点，那就是：传输介质用光纤，交换结点采用基于IP交换的高速路由交换机或者ATM 交换机，在体系构造上采用核心交换层、业务会聚层与接入层的3层模式，以适应各种业务需求、不同协议与不同类型用户的接入需要。
〔5〕广域网一般采用网状拓扑构型，该构型的系统可靠性高，但是构造复杂。
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Pixel array: 576 x 1152, pitch: 18.4 µm Active area: ~10.6 x 21.2 mm2 In each pixel: Amplification CDS (Correlated Double Sampling)
Row sequencer Width: ~350 µm
• Power v.s. speed:
– Power Readout in a rolling shutter mode Speed 1 row pixels are read out //
Pixel Array Rolling shutter mode
• MIMOSA26 is a reticule size MAPS with binary output, 10 k images / s
• 与标准GEM探测器测试，性能指标：
–位臵分辨：~20 um （rms） –时间分辨：~8ns （rms）
2010-8-15 NED2010 12
国内ASIC研究进展
2010-8-15
NED2010
13
研究背景
为了获得粒子径迹或图像更高的位置分辨力，各种新型 射线和粒子探测器的单元尺寸减小到~10mm - ~100mm， 称为密集阵列探测器。
高密度、低功耗、低成本的读出ASIC
2010-8-15 NED2010 14
在研项目
• GEM探测器读出ASIC的研制
–高能所科技创新项目，2007－2010，40万
• 新型密集阵列探测器读出ASIC的研制
–NSFC重点项目，清华、近物所、高能所联合， 2008－2011，240万
• 气体探测器ASIC读出电子学的研究
13.7 mm
ADC Zero suppression
MIMOSA26
Active area: ~10.6 x 21.2 mm2
• Lab. and beam tests: 62 chips tested, yield ~7590% 2010-8-15 NED2010
21.5 mm
7
MIMOSA26: 1st MAPS with Integrated Ø
–中科院核电子学与探测技术重点实验室重点项 目，30万，2010年
•„
2010-8-15 NED2010 15
清华大学
– 极低噪声CMOS电荷灵敏前放的设计研究
120
输入电容~0.1pF
110
Ib=0.1mA Ib=0.2mA Ib=0.4mA Ib=0.6mA Ib=0.8mA Ib=1mA
100
0 1 2 3 4 5 6 7
ADC noise Timing diagram
chnl
RMS 0.54 0.59 0.59 0.62 0.62 0.61 0.59 0.56
Grey code output test
2010-8-15
RAMP circuit test
NED2010 22
高能所
四通道MAPMT放大读出ASIC
Chartered 0Biblioteka 35 msSimulation
Schematics ver2
2010-8-15 NED2010 19
高能所
GEMROC芯片
扫描链 模拟监测缓冲
单个读出通道
• 16通道低噪 声电荷灵敏 前放+积分 成形电路
基准和偏置
电荷灵敏前放
极零相消
RC积分
输出级
2010-8-15
92μm×1500μm
Current Ref. Bias DACs
Readout controller JTAG controller
Memory management Memory IP blocks
PLL, 8b/10b optional
2010-8-15
NED2010
8
气体探测器ASIC（TIMEPIX）
– Pixel array: 1152 x 576, 18.4 µm pitch – Hit density: ~ 1E6 particles/cm² /s – Architecture:
• Pixel (Amp+CDS) array organised in // columns r.o. in the rolling shutter mode • 1152 ADC, a 1-bit ADC (discriminator) / column • Integrated zero suppression logic • Remote and programmable
PP0 connection
Flex Hybrid
Bump bonds
Sensor tile 16 FE chips
2010-8-15
Wire bonds
NED2010
5
Frontend Chip - FE-I4
Largest Chip in HEP
FE-I3
New FE-I4 Pixel size = 250 x 50 µm2 Pixels = 80 x 336 Technology = 0.13µm Power = 0.5 W/cm2
用于探测器信号读出的前端ASIC
王 铮
中国科学院“核探测技术与核电子学”重点实验室 中国科学院高能物理研究所
2010年 8月15日
2010-8-15
NED2010
1
主要内容
• 国际上ASIC技术发展动态
–半导体探测器读出ASIC（FEI-4，MIMOSA26） –气体探测器读出ASIC（TIMEPIX）
适用于多阳极光电倍增管波形采样读出的 四通道模拟放大成形芯片，每个放大通道由 跨阻前放+ 滤波成形 +增益调整与输出驱动 极构成。 • 2009年8月流片： 固定 136ns 成形时间，A类驱动放大级 （线性好） 已完成实验室测试。
2010-8-15
NED2010
23
PET芯片测试结果
芯片参数 电源 ： + -2.5V，0V； 耦合方式： 输入输出皆可采用直流或交流耦合（目前为直流耦合） 放大倍数： 102 mV/pC 可根据需要调整，最小51mV/pC） 通道间串扰： <0.05% 每通道功耗： 34 mW （可低至约10 mW，根据驱动能力大小而定） 驱动能力 ： 驱动400欧电阻。 输入动态范围：10.8pC 输出动态范围：1.1V 非线性度： <1% 事例率 ： 70K （堆积几率<3％） 通道非一致性：<1.6% 噪声： 等效输出均方根噪声 0.946mV，信噪比 28（仿真值）
IN
OUTN OUTP
ODIF
单通道包括电荷灵敏前放(CSA)、极零 相消、CR-(RC)4成形和全差分缓冲输出
CASA芯片版图
2010-8-15
NED2010
17
与GEM探测器的测试结果
10000
清华大学
9000 8000
=25ns, ENC=50.3e*Cin/pF+220e =50ns, ENC=62.2e*Cin/pF+265e =75ns, ENC=70e*Cin/pF+256e =100ns, ENC=80.1e*Cin/pF+260e
NED2010
20
高能所
SWAN芯片：开关电容阵列+Wilkinson型ADC
锁存器和串行输出
8×32 cell
2010-8-15
顺序读写控制逻辑
NED2010
可预置纯格雷码计数器
21
SWAN
Switched-capacitor array with Wilkinson A/D convertors Next version
• GEM探测器 • μ-megas探测器
2010-8-15
NED2010
9
2010-8-15
NED2010
10
2010-8-15
NED2010
11
TIMEPIX芯片
• 四种工作模式
–TOT：测量信号过阈宽度（时钟周期数） –TIME：测量信号到达到公共停止信号时间间 隔 –MediPix:信号过阈次数计数 –OneHit: 来一个信号即为1，无信号为0
1152 column-level discriminators offset compensated high gain preamplifier followed by latch Zero suppression logic
Reference Voltages Buffering for 1152 discriminators I/O Pads Power supply Pads Circuit control Pads LVDS Tx & Rx
Tapeout: Mar2009
高能所
Chartered 0.35 ms technology
• 8chn*32cell CAP array
LQFP100 package
• 12bit WADC • optional 12bit/10bit/8bit mode • clock : 50M / 100M • serial data output • optional LVDS or CMOS clock input
CASA主要性能指标
输入电荷 增益 输出脉宽 积分非线性 串扰 功耗
COOL-X X-ray Generator (peak @~8keV)
1500 fC 1-19 mV/fC 200–800 ns <2.5% <0.98% 8.9 mW/ch