基于单FPGA的32通道TDC设计用于CSNS的μSR谱仪
仪器与探测器
2018-06-06 v1 信号处理
摘要
缪子自旋旋转、弛豫与共振（μSR）技术在研究材料微观结构与性能特别是微观磁性能方面具有不可替代的作用。中国散裂中子源（CSNS）正在建设实验缪子源。同时，作为我国首台μSR谱仪的128通道μSR谱仪正在研制中。μSR的时间谱可通过正电子计数率随时间的曲线拟合获得。本文提出一种在Xilinx Virtex-6现场可编程门阵列（FPGA）中实现的32通道时间数字转换器（TDC），用于测量μSR谱仪中正电子的飞行时间。每通道信号由16个等间距相移的200 MHz采样时钟采样，因此TDC时间分辨率为312.5 ps。测量范围可达327 μs。该TDC具有在短时内存储多个击中信号的能力，其深击中缓冲可达512。为每个数据添加时间标签以记录数据被检测的时刻。可编程时间窗口与通道屏蔽提供了选择感兴趣时间范围与通道的灵活性。各通道延迟可校准。数据通过千兆以太网传输至数据采集系统（DAQ）。TDC与控制逻辑由DAQ实时配置。测试结果表明，单通道半高全宽（FWHM）精度优于273 ps且对温度低敏感，线性度良好。
引用
@article{arxiv.1806.01490,
title = {Design of 32-channel TDC Based on Single FPGA for {\mu}SR Spectrometer at CSNS},
author = {Fanshui Deng and Hao Liang and Bangjiao Ye and Jingyu Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.01490},
year = {2018}
}