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目前,中子在各个领域有着越来越多的应用。中国也在“十一五”期间规划建设了用于中子科学研究与中子应用相关领域研究的大科学装置——中国散裂中子源。在中国散裂中子源的反角方向,有一条适用于核数据测量的白光中子束线,叫做Back-n束线。在Back-n束线上目前规划了7台中子谱仪,轻带电粒子探测器阵列(Light-charged Particle Detector Array,LPDA)是其中之一,用于中子诱发带电粒子发射(n,lcp)反应的研究。由于LPDA所需通道数较多、精度较高,现有的读出电子学系统难以很好的满足要求,为此,需要构建一个新的读出电子学系统。 Back-n共用电子学系统波形数字化技术,基于PXIe平台构建,可以通过记录波形获取所需的物理量信息,具有架构简单、灵活高效的特点。通过已有设计的复用,可以快速开发所需的读出电子学系统。为了提高集成度和性能以支持LPDA谱仪的需求,需要设计一个新的波形数字化模块。因此,本文即对适用于LPDA谱仪的波形数字化模块进行研究。 首先,本文对国内外相关的中子谱仪尤其是其读出电子学系统进行了调研;在此基础上,本文提出了基于PXIe平台的读出电子学系统,并对波形数字化模块的需求进行分析;进而根据需求,对波形数字化模块原型电路进行详细设计与测试验证。 本文提出了基于灵活的子母板架构设计,具备信号调理功能,可实现4通道、1GSps、12bit波形采集的波形数字化模块,可以满足LPDA谱仪的需求。除此之外,本文提出的波形数字化模块还具有较强的扩展性和一定的通用性,可能适用于类似需求的中子谱仪,或者可以为类似设计提供参考。