高空气球探测暗物质试验的数据采集测试系统

为电压信号， 模拟电压信号经 Ａ 电路转化 为 Ｄ 数字信号 ， 隔离后进人 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ存储 。 同时为了保证 Ａ 电路和芯片 Ｖ 一 ２ ７ Ｄ Ａ ３／５ 工 作 的正 常 ， 计 了相 应 的检 测 电路 。 设
该 测ຫໍສະໝຸດ Baidu 系统 的控 制对 象是 ＨＰ Ｅ—ＶＡ ２ ３ ｒａ ｏ ｔ ， 板 的 主 要 功 能 是 接 收控 制 信 号 ， ｅｄ ｕ 板 该
作者简介 ： 亮 （ ９ ２） 男 ， 津市 宁河 县人 ， 李 １８ 一 ， 天 清华
大学工程物理系博士研究生 ， 核电子学专业。
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器 的 ３ 低 噪声 、 功 耗 、 ２路 低 电流输 出 的高灵 敏
度芯 片。下 面 介 绍 的 数 据 采 集 结 果 是通 过
Ｕ Ｂ传输 到 Ｐ Ｓ Ｃ机并保存。
中图分类号 ： ＴＰ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５－９ ４ ２ １ ） １０ ８ －４ ２８０ ３ （０ ０ ０ －１ ２ ０
为 了验 证 宇 宙 大爆 炸及 粒 子 物 理 的相关 理论 ， 以及高 能物理 相 关 的未知 事物 的探索 ， 在 太 空 中展 开 了各项 实 验来探 测 暗物质和 反物质
的整体结构
Ｐ Ｂ Ｅ Ｓ系统 的结 构 如 图 １ 示 。 中 ， 所 其 探测
器 部 分 采 用 了 与 ＡＭＳ相 同 的设 计 ， 探 测器 与 相 连 的多路 选择 开关 和前 置放 大 器选用 的是芯 片 ＶＡ ３ ／５ 一 ２７ 。 ３／ ５是集 成 了前 置放 大 ２７
收稿 日期 ：０ ８ ５３ ２０ － —０ ０
的 存 在 。Ｔｈ ｐ ａ Ｍａ ｎ ｔ ｐ ｃｒ ｍｅｅ ｅ Ａｌｈ ｇ ｅｉ Ｓ ｅ ｔ ｃ ｏ ｔｒ Ｅｘ ｅｉ ｎ （ ＭＳ 实 验 是 由著 名 物理 学 家 丁 ｐｒ ｍｅ ｔ Ａ ） 肇 中先生主 持 的 ， 国 、 罗 斯 、 国 、 士 、 美 俄 中 瑞 意 大利 等多 国参加 的 国际合 作项 目。该项 目是 在 宇 宙 飞船或 空 间站 上进 行 暗 物质 的探 测试 验 。 １９ ９ ８年 ６月 ， ＡＭＳ １由美 国 ” 现者 ” 一０ 发 号航
第３卷 Ｏ
２１ 年 ００
第２ 期
２月
核 电子学 与探测 技术
Ｎｕ ｌ ｒＥｅｔｏ ｉ ｃｅ ｌ ｒｎｃ ａ ｃ ｓ＆ Ｄ ｔｃｉｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｅｅｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖ０ ０ Ｎｏ ２ Ｌ３ ． Ｆｅ ． ２ １ ｂ ０ ０
高空气 球 探 测 暗 物质试 验 的数 据 采 集 测 试 系统
李 亮， 龚光 华
（ 清华大学工程 物理系 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０４
摘要： 德国亚琛工业大学 （ ｗＴＨ—Ａ ｃｅ ） Ｒ ａｈ ｎ 作为 ＡＭＳ ｌ和 Ａ －０ 一０ ＭＳ ２的参与者计划在 Ａ ＭＳ实 验无法继续的基础上 ， 利用高空探测气球进行暗物质 的探 测 。该项 目就是为 了研究 暗物质而 开展的试
目 前为止还是停 滞不前 。所 以， Ｅ Ｓ项 目就 ＰＢ 开始孕育而生 了， 目的就是 为了继续对暗物质 的研究 。
作者 所 在实验 室 和洛 桑大 学 的国际合作 项 目中 ， 担 了项 目 ＤＡＱ 测 试 系统 部 分 ， 顺利 承 并
图１ ＰＢ Ｅ Ｓ整 体 结 构
１
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将探测器的输 出信号按顺序 以电压信号输出到
数据采集测试板上。数据采集测试板将模拟信 号转化为数字信号后存储在 Ｆ Ｇ 中， ＰＡ 并传输 到Ｐ Ｃ端 。 系统控制时序采用信号符合控制方法。控 制信 号 的数 量 对 于 每块 ＲＥ ） ＯＵＴ板 只有 四 个控制信号 ， 需要对这 四个信号进行组合使用 以达 到 多种 控 制功 能 的需要 。图 ４是读 取所 有
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图 ２ 数据采集 系统的功能结 构
每个 ＶＡ＿ ２７ ３ ／ ５芯 片 连 接 ３ ２路前 端 探 测 器 ， 一路 探 测 器 经 选 通 后 输 出 相应 的 电 流信 每 号， 经过 电流 ／ 电压 转 换 电路 ， 流 信 号 被 转 换 电
图 ３ 数据采集 板功能结构
完成 。
天 飞机带 人太 空飞 行 １ ０天 ， 对宇 宙 中是 否存在 反 物质作 初步 探测 。然 而 ， 仅 １ 的探测远 仅 Ｏ天
远 不够 ， 了获 取更 多 、 有效 的数 据 ， 们 需 为 更 人 要更 大范 围 、 长时 间 的搜寻 。因此 ， 更 丁肇 中先
生联 合更 多 国家 的研 究 机 构 投入 到 Ａ 一０ ＭＳ ２ 的研制 和开 发 ， 由于 各 种原 因使 得该 项 目到 但
２ １ 数 据 采集 板 ．
数据 采 集板 功 能结 构 如 图 ３所 示 。
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验， 论文介 绍 Ｐ ｓ ｒｎＥｅｔ ｎＢ ｌ ｏ ｐｃｒｍｅｅ（ Ｅ Ｓ 的数据采集部分 ， 端探测器部分 可以查阅 ｏ ｉｏ ｌｃｒ ａｌ ｎＳ ｅｔ ｔ ｏ ｏ ｏ ｔ ＰＢ） ｒ 前
的相关网页 。
关键词 ： Ｅ ｓ Ｑｕ ｋ Ｂ ＱＵ Ｂ ； Ｐ Ｂ ｉ ＵＳ （ Ｓ ）暗物质 ； Ｐ Ａ； Ｉ ｃ Ｆ Ｇ ＡＰ 函数
通 道 数 据 的 时序 图 ， 以此 说 明该 系 统 的控 制 时
序。
２ 数 据 采 集 的 功 能 结 构
数据 采 集 的功 能 结 构 如 图 ２所 示 ， 中 可 其 以分三个 部 分 ： 数据 采 集板 、 ＱＵＳ Ｂ模 块 、Ｃ端 Ｐ
Ｌ ｂ ｉ 控制 程序 。 ａ ｖｅ ｗ