高速比较器选型与性能优化
随着科学技术的不断发展，特别是在高能物理、医学成像和粒子探测等领域，光子探测技术逐渐显得尤为重要。在这些技术中，硅光电倍增管（SiPM）以其出色的性能和灵活的应用得到了广泛关注。当前的SiPM读出测试系统已经进入第四和第五代，其设计目标是优化比较器的选型，以便有效地检出模拟脉冲。然而，市场上可用的高速比较器选择有限，这对系统性能提出了更高的要求。
高速比较器的工作原理
高速比较器是一种利用差分放大器与输出级组合来快速比较输入信号的设备。其核心部分为差分放大器，通常具有两个输入端口，分别接收待比较的电压信号（VIN+和VIN-）。对于SiPM读出测试系统，比较器的正输入端口连接模拟信号，而负输入端口则接入参考电压。
在实际应用中，参考电压通常由高精度数模转换器（DAC）控制，以便根据需要进行灵活调整。模拟脉冲的检出后，比较器的输出级将生成标准的矩形方波，这一方波可用于后续时间数字转换器（TDC）的时间测量。该过程的效率直接影响整个SiPM读出测试系统的性能。
SiPM对光信号的探测
SiPM作为一种新型的光电探测器，能够对多个光子同时检测并输出单一的电信号。SiPM的工作原理基于多级雪崩光电二极管（APD）与淬灭电阻的结合。在盖革模式下，