新型高精度时间测量技术的研究

时间测量是当前高能物理实验的基本手段，用于粒子的分辨等。时间测量除了需要高精度时间数字变换器（TDC）外，还必须消除脉冲幅度大小引起的脉冲前沿时间游动效应。受制于目前我国的电子工业水平，我国的物理实验中无法自制合适的但高成本的TDC芯片，我们考虑开发新型高精度时间测量手段，利用FPGA中普遍存在的固定延迟连线进行时间内插，在普通FPGA中实现高精度时间数字转换，提供低成本的高精度测量手段。为消除时间游动效应，通常需要峰检测、峰保持和幅度测量等手段测量信号脉冲幅度，这增加了电路的复杂程度、功耗和成本。利用"过阈时间测量"的技术，把脉冲信号的幅度信息转换为脉冲的宽度，通过时间信息即获得幅度信息。这样，就可以自主设计时间数字变换器，同时测量脉冲信号的前沿时间信息和幅度信息，从而大大降低物理电子学电路的复杂程度，提高电路的集成度和稳定度，并大幅降低我国高能物理实验成本，减少对国外高性能芯片的依赖。