本文介绍了一种基于AGET芯片的微结构气体探测器(MPGD)前端电子学系统的设计。MPGD探测器是国际上气体探测器研究的一个热点领域，主要用于高能物理实验、核探测等领域。AGET芯片是法国Saclay实验室为时间投影室(TPC)通用电子学系统(GET)专门开发的前端读出ASIC芯片。ASIC（Application Specific Integrated Circuit）即专用集成电路，是为特定应用设计的集成电路。在本设计中，AGET芯片用于实现对探测器信号的读出。
AGET芯片的主要特点包括：
1. 高集成度：AGET芯片拥有64个通道，每个通道都集成了电荷灵敏放大器、滤波成形电路、甄别器和深度为512的开关电容存储阵列。
2. 灵活的动态范围和达峰时间：通过选择放大器的反馈电容，AGET芯片的动态范围、达峰时间、开关电容阵列(SCA)采样频率均可以灵活配置，覆盖百fC到pC量级的探测器信号。
3. 低噪声性能：在电子学测试中，该系统在不同动态范围、不同达峰时间的积分非线性小于2%，等效噪声电荷小于1700e。
该前端电子学系统采用模块化结构设计，一个模块可以集成4片AGET芯片，同时接收256路探测器信号。通过模块并行工作，可以处理更大规模的探测器通道。系统的多通道、高集成度、低噪声和可扩展特性，使其能够满足MPGD探测器等的读出需求。
系统中AGET芯片的信号处理流程包含以下几个环节：
1. 信号放大：AGET芯片中的电荷灵敏放大器将探测器输出的电荷信号放大，四种不同的增益可满足不同的放大需求。
2. 信号成形：经过放大后的信号将进入滤波成形电路，该电路由极零相消电路和CR-RC滤波电路组成，能够调节达峰时间，从50ns到1μs不等。
3. 信号采样存储：经过成形的信号进入开关电容阵列(SCA)进行连续采样并存储，采样频率可以从1MHz到100MHz之间调节。
4. 触发与读出：当触发信号到达时，系统停止采样，然后通过SCA将信号串行读出。
AGET芯片提供了三种读出模式，通过不同的配置，可以适应不同的实验需求。AGET的信号成形电路具有很好的灵活性和适应性，能够保证信号在不同的达峰时间下仍然保持高质量。通过线性拟合测试，AGET的输入输出特性在整个动态范围内表现良好。
本文的研究目的是将AGET芯片应用于我国四川锦屏山地下实验室开展的PandaX-III实验的微网结构气体探测器（Micromegas）—时间投影室（TPC）读出系统中。通过研究和测试，为该系统提供一种性能优良的通用前端电子学设计。
这项研究得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金(***)的资助，作者田静等人主要负责该工作的进行。通过该研究，不仅为MPGD探测器提供了高效率的读出系统，也为粒子物理实验电子学的研究贡献了技术方案。
在硬件开发和电子元件领域，该文提供了对AGET芯片在微结构气体探测器前端电子学设计中的应用实例，并展示了其设计的先进性和实用性。对于科研工作者及工程师来说，这篇文献不仅提供了技术指导，也为后续研究和开发提供了参考。
关键词中提到的ASIC，是微电子学领域中一类专为特定用途、特定用户设计的集成电路。它在微电子电路设计中具有举足轻重的地位，特别是在特定的功能要求不能使用标准集成电路来实现时，ASIC设计就显得尤为重要。随着集成电路技术的发展，ASIC在性能、功耗、体积等方面已经能够与标准集成电路相媲美，甚至在某些领域已超越标准集成电路。
本文详细介绍了基于AGET芯片的微结构气体探测器前端电子学的设计，阐述了AGET芯片的功能特点及其在探测器信号读出中的优势，提出了模块化设计以提升系统的多通道处理能力，对于硬件开发、电子元件、集成电路设计及粒子物理实验电子学的研究具有重要的参考价值。
