为用于高计数率实验的 RPC 前端电子学设计基于 SiGe 的 TDC

随着新一代 RPC 的出现，可以处理数百 $\mu V$ 的感应信号，因此前端电子学是探测器中获取可探测信号的重要且精细的部分。电子学链路由放大器、甄别器和 TDC 组成。新的前端采用 IHP 微电子提供的硅锗 (SiGe) 器件实现。借助该技术，我们可以在同一芯片上实现 BJT 和 CMOS 晶体管。这一改进的益处在于最小化：通道功耗 ($2 \div 3$ $\frac{mW}{ch}$)、噪声 (500 $e^-$ r.m.s)、抗辐照能力 (10 kGy,$10^3$ $\frac{n}{cm}$)，并最大化电子学响应速度。本工作中我将重点介绍首批 TDC 原型的结果。该 TDC 使用本地振荡器，振荡范围在 $0.6 \div 3$ GHz 之间，时间抖动为 15 ps。TDC 的数据输出以二进制形式呈现，以减轻获取系统的数据处理负担。此外，我们正在研究一种降低系统延迟的方法。该优化涉及添加一个串行器 (PISO)，以 2 GHz 将 TDC 数据输出发送至获取系统。