以 SHiP SBT 为例在 Matlab 和 Simulink 中探索粒子探测器读出实现的设计空间
仪器与探测器
2024-06-27 v3 信号处理
摘要
在非常基础的层面上，粒子探测器对其读出链有着相似的要求。这反映在典型读出解决方案的开发方式上，即采用先前的设计并进行修改以适应需求的一些变化。两种常见方法之一是基于电流的读出，即对传感器输出的波形进行采样以便随后从中提取信息。这种方法广泛应用于许多使用闪烁体探测器的探测器应用中，包括 PET。通过本文，我们将介绍如何使用 Matlab 模拟粒子探测器的读出电子学。我们开发了这种模拟方法，作为我们持续开发软件定义读出 ASIC 的基础，以满足各种类型粒子探测器的需求。选择 Simulink 作为我们开发的基础，是因为它允许模拟混合信号系统，并带有辅助此类系统开发的内置工具包。通过我们的方法，我们希望重新审视此类读出的设计方式，重点关注靠近传感器的数字信号处理，利用已知的信号特性和现代通信工程方法。我们考虑了事件的时间分布、传感器及附属电子学的带宽限制特性、数字化阶段，以及最终信号数字处理方法的参数化。我们将展示如何将此设计方法应用于拟议的 SHiP SBT 探测器（一种依赖 SiPM 传感器的基于闪烁体的探测器）的读出开发，以此作为我们建模方法的示例，并展示初步结果。
引用
@article{arxiv.2402.03122,
title = {Design Space Exploration for Particle Detector Read-out Implementations in Matlab and Simulink on the Example of the SHiP SBT},
author = {Florian Rössing and David Arutinov and Alessia Brignoli and Horst Fischer and Christian Grewing and Heiko Lacker and Fairhurst Lyons and André Zambanini and Stefan van Waasen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.03122},
year = {2024}
}