基于USB接口的TGC探測器信號(hào)道檢測系統(tǒng).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、LHC是歐洲核子研究中心(CREN)在建的大型質(zhì)子-質(zhì)子對撞機(jī),對撞能量為14TeV,建成后將成為世界上能量最高的對撞機(jī)。ATLAS是將建在LHC其中一個(gè)對撞點(diǎn)上的大型強(qiáng)子多用途粒子探測器。TGC探測器用于ATLAS探測器的μ子觸發(fā)探測器系統(tǒng)中,它是一種工作在飽和模式下的特殊多絲正比室,具有較高的時(shí)間分辨率和較好的空間分辨率,其時(shí)間分辨率優(yōu)于25ns。 ATLAS共需要3968個(gè)TGC探測器。山東大學(xué)高能物理研究室承擔(dān)了ATLA

2、Sμ子觸發(fā)探測器系統(tǒng)中400個(gè)TGC探測器單元的研制和生產(chǎn),每個(gè)單元有64個(gè)信號(hào)道。為了保障生產(chǎn)的TGC探測器的合格率,作為生產(chǎn)流程中的一個(gè)環(huán)節(jié),在TGC雙層單元合成后和在TGC封裝之前要對其信號(hào)道進(jìn)行性能檢測。 依據(jù)TGC探測器物理結(jié)構(gòu)的電子學(xué)特性,采用了一種簡便的測試方法,設(shè)計(jì)了一套快速的信號(hào)測試系統(tǒng)。鑒于USB接口的快速性和安裝方便等優(yōu)點(diǎn),采取了通過USB接口把數(shù)據(jù)上傳給計(jì)算機(jī),在計(jì)算機(jī)上顯示測量結(jié)果,并給出TGC信號(hào)道的

3、狀態(tài)報(bào)告,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測64路TGC信號(hào)道。把USB接口技術(shù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合建立了一套基于USB接口的TGC探測器信號(hào)道檢測系統(tǒng)。 文中介紹了USB接口技術(shù)的基本知識(shí),闡明了TGC信號(hào)道檢測系統(tǒng)的工作原理,詳細(xì)的闡述了整套系統(tǒng)硬件部分(信號(hào)道選取、模擬信號(hào)處理和USB接口)的電路設(shè)計(jì)和軟件部分(固件程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和用戶界面程序)的實(shí)現(xiàn)。 整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分在一塊PCB上實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)完好的的硬件部分滿足NIM標(biāo)準(zhǔn)

4、。軟件部分中的固件程序不僅完成對USB外設(shè)的控制,而且依據(jù)USB協(xié)議還完成對采集數(shù)據(jù)的上傳,以及解析來自主機(jī)的命令。驅(qū)動(dòng)程序起到了底層硬件與用戶界面程序之間的橋梁作用,采用WDM模型,以DDK作為開發(fā)工具,來實(shí)現(xiàn)與Windows系統(tǒng)底層核心機(jī)制相交互的功能。整套系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)給出了一種在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)USB設(shè)備的方法。為了使這套系統(tǒng)更友好,在軟件中分別給出對應(yīng)不同測量情況的測量方法,如僅檢測TGC的信號(hào)道中的一路,順序?qū)?4路

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