4.10.2 电磁量能器读出电子学4.10.2.1 概述 电磁量能器读出电子学的主要功能是测量电荷量，从而确定粒子在 CsI 晶体中的能量损失，同时给出粗略的粒子击中晶体的时间信息。读出电子学采纳传统的电荷测量方法。首先对电荷信号进行积分，积分后的信号经过放大、CR-(RC)2成形后，信号波形的峰值电压与电荷量成正比。通过对峰值电压的测量得到待测的电荷量，根据峰位出现的时刻，可以得到粒子击中晶体的时间。电磁量能器读出电子学的工作条件是：加速器的对撞周期为 8ns，一级触发判选的延迟时间为 6.4μs。为了实现在一级触发判选完成前不丢失好事例，电磁量能器电子学采纳数字流水线的工作方式。系统控制、数据读出等部分采纳 VME 总线标准。电磁量能器电子学读出系统的设计除了保证按要求精度完成电荷量测量外，还考虑了探测器性能测试及触发等部分的工作需要，尽可能为其提供方便。本系统设计了三种工作模式，根据 VME 主设备的指令可以方便的切换：对撞工作模式，校准工作模式和增益调节工作模式。1) 对撞工作模式 这是在对撞机对撞时谱仪系统取数的工作模式，20MHz 时钟、L1 均由触发系统提供且与对撞的周期同步。2) 校准工作模式 检测系统各个通道的好坏及非线性采纳这种工作模式。这时由测试控制器提供20MHz 时钟、L1 信号，并提供一系列线性良好的电荷量，对各个通道的线性进行测试，而非线性修正在 VME 的主设备中进行。3) 增益调节工作模式为了减少电磁量能器与触发之间的电缆，简化谱仪系统，拟将 8 路信号的模拟“和”送给触发。为了保证各个通道增益的一致性，须要在模拟相加前对各个通道增益进行调整。在增益调节工作模式时，测试控制器根据 VME 主设备的指令产生调节增益所须的串行时钟及串行数据，主放大器中的串行解码电路自动完成解码和增益值的调整。 4.10.2.2 工作原理及电子学读出系统的结构1. 系统工作条件及指标根据谱仪系统整体需要及物理测量目标的要求，电磁量能器读出电子学系统参数总结如下所示： 系统时钟 20MHz 触发判选 L1 延迟 6.4μs 单通道事例率 不大于 1KHz 电荷测量范围 0.5fc ～ 1500fc 输入端等效噪声电荷(σQ) 0.16 fc (200keV) 通道数 6272 积分非线性 1％ （修正前） 通道之间串扰 0.3％ 电子学数字化动态范围 15bit 给触发信息 8 路模拟和 通道增益可在线调整 增益不一致性不大于 20％2. 系统框图图 4.10-12 为电磁量能器读出电子学框图...
