LHAASO-WFCTA读出电子学系统架构设计

• 作者: 周荣 张寿山 张进文 李尧 杨朝文 熊浩 胡刚菱
• 来源期刊: 四川大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 切伦科夫望远镜 读出电子学 架构
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 物理学
• 页码范围: 1125-1130
• 页数: 6页
• 分类号: TH751
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0490-6756.2020.06.017

摘要

广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field of View Cherenkov Telescope Array,WFCTA)是大型高海拔空气簇射观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)的主要探测器阵列之一,其物理目标是完成30 TeV到几EeV的宇宙线能谱测量.望远镜读出电子学系统包括1 024个通道,需要处理的信号既有脉宽为几十ns的切伦科夫信号,又有脉宽为μs的荧光信号.本文详细介绍了望远镜读出电子学系统的架构设计,为了减少数据量,设计了在线触发的事例筛选架构:在子模块电子学上先进行第一级硬件触发,再在触发电路上实现事例触发.同时该电子学系统采用了4点压缩的方式获取波形数据,覆盖波形宽度为2.24 μs.实验室测试结果表明:读出电子学系统可以正确获取信号波形,电荷测量的动态范围可以覆盖10 P.E.(Photon Electron)到32 143 P.E.,高增益通道和低增益通道的重叠区从857 P.E.到1 714 P.E.,高低增益比值与设计相符,电荷分辨率在10 P.E.时优于20％,在32 000 P.E.时优于5％,相对偏差在10 P.E.时优于5％,在32 000 P.E.时优于2％,该读出电子学系统满足设计要求.