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1、用于时间测量的过阈甄别前放芯片的研究高能所 电子学二组刘刚主要内容主要内容p 1、 背景介绍p 2、 过阈甄别技术实现方案p 3、 芯片原理及初步结果p 4、 下一步工作的安排背景介绍背景介绍o 过阈甄别（Time-Over-Threshold）技术，就是通过测量信号前后沿过阈的时间，既得到了前沿的时间信息又得到了过阈时间宽度信息（既电荷量）的一种技术。输出脉冲宽度相关于输入信号输出脉冲宽度相关于输入信号幅度，通过测量输出脉冲信号幅度，通过测量输出脉冲信号宽度信息可以得到输入信号幅宽度信息可以得到输入信号幅度信息。度信息。大信号：高摆率，宽脉宽大信号：高摆率，宽脉宽小信号：低摆率，窄脉宽小信号

2、：低摆率，窄脉宽o 过阈甄别技术的优势及应用 高集成度、低功耗、低成本， ADC or TDC？ TOTTOT过阈甄别技术的实现方案过阈甄别技术的实现方案1.线性放电线性放电TOT电荷测量范围大，线性关系好应用于气体，硅像素等多种探测器。2.指数型指数型TOT前沿定时精度较高，时间游走效应影响较小，输出脉宽精度较高应用于MRPC探测器指数型过阈甄别芯片原理及设计指数型过阈甄别芯片原理及设计o 芯片结构o功能： 该芯片能够将探测器输出的脉冲电流信号转化成方波电压信号，方波的宽度决定于脉冲信号的幅度，即输入信号电荷量决定了输出信号宽度。o特点： (a) 全差分结构降低共模噪声 (b) LVDS信号

3、输出 (c) 片外阈值可调 (d) 高带宽放大器优化抖动 (e) 低功耗考虑输入级输入级l 全差分结构抑制共模噪声l 高带宽共栅极结构提高 前沿上升时间l 简单的IV结构保证高宽 高稳定性l 实现传输线阻抗匹配l 全差分及单端两种模式级联放大级级联放大级l 低增益高带宽放大器l 逐步放大信号至饱和l 输出数字电平方波l 优化增益，带宽来降 低抖动多级高速、低增益运放级联获得高速、高增益A1A2AnINOUTOverall gain Overall BWnVA1/021nf阈值设定级阈值设定级l 片外阈值设定l 共模反馈l 直流offset作为 甄别阈LVDS输出级输出级p 经典的lvds结构将放大至饱和的数字电平信号转换为LVDS信号，方便对甄别结果的进一步处理芯片仿真结果输入电荷量输入电荷量10fC1pC，输出，输出lvds信号宽度信号宽度46ns126ns两版芯片版图及照片工艺Chartered 0.35um通道数8面积1.3*2.3封装规格PQFP44工艺soi_kek 0.2um 3p3v通道数8面积2.5*2.5封装规格PGA-176下一步工作的安排o 首先对两

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