在 FPGA TDC 中实现的 TOT 测量
仪器与探测器
2015-12-09 v1 高能物理 - 实验
摘要
时间测量在高能物理实验的粒子鉴别中起着至关重要的作用。随着物理目标的升级和电子技术的发展，现代时间测量系统满足了卓越分辨率规格以及高完整性的要求。由于现场可编程门阵列 (FPGA) 的发展，FPGA 时间数字转换器 (TDC) 已成为近年来成熟且突出的时间测量方法之一。为了校正由前沿定时引起的时间游动效应，应在 FPGA TDC 中加入过阈时间 (TOT) 测量。TOT 可通过测量信号前沿和后沿之间的时间间隔获得。不幸的是，传统 TDC 只能识别一种信号边沿，即前沿或后沿。通常，为了测量该间隔，可以同时使用两个 TDC 通道，一个用于前沿，另一个用于后沿。然而，这种方法会增加所用 FPGA 资源的数量，并不可避免地降低 TDC 的完整性。本文提出了一种在 Xilinx Virtex-5 FPGA 中实现的 TOT 测量方法。在该方法中，仅需一个 TDC 输入通道即可实现 TOT 测量。消耗的资源和时间分辨率均能得到保证。测试表明，该 TDC 可实现优于 15 ps 的前沿测量分辨率和 37 ps 的 TOT 测量分辨率。此外，该 TDC 的测量死区时间约为 2 个时钟周期，使其适用于更高物理事件事率的应用。
引用
@article{arxiv.1501.06846,
title = {TOT Measurement Implemented in FPGA TDC},
author = {Huanhuan Fan and Ping Cao and Shubin Liu and Qi An},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.06846},
year = {2015}
}
备注
5 pages,9 figures