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在核与粒子物理实验中,探测器的输出脉冲信号波形蕴含了所探测粒子和探测器相互作用的详细信息,其中信号的波形面积代表了粒子在探测器中沉积的能量;信号波形的前沿时刻则表示粒子击中探测器的时刻;信号的形状往往与粒子间的相互作用有关,通过脉冲波形甄别可以分辨出不同的相互作用,并可排除本底信号的干扰。一直以来,国内外实验物理学家都希望能够利用波形数字化技术直接获取粒子脉冲信号的波形信息。但是受限于模数转换器技术的限制,波形数字化技术的实现难度较大,特别是在数据读出的接口方面。近年来基于JESD204B接口的高速高精度ADC芯片迅速发展,作为一种高速串行数据接口(最高可达到12.5Gbps),其具有输出接口数量极少、封装小、功耗小等特点,这些优势使得如果将其应用于波形数字化技术,可以大大简化设计的难度,降低研制风险和成本。与其他种类的数据读出方法相比,该方法具有更好的性能。因此本论文开展了基于JESD204B接口的波形数字化数据读出方法研究。论文的主要内容包括:1、对波形数字化数据读出的现状以及趋势的分析。通过比较不同模数转换器驱动器接口的优缺点,得出JESD204B接口必将成为未来模数转换器和波形数字化技术的主流接口技术的结论;2、基于JESD204B数据读出接口方法的研究;3、设计一套基于JESD204B接口的波形数字化模块原型电路并实现其性能测试与功能验证。论文第一章首先介绍了核与粒子物理实验的信号及电子学特点,并介绍了波形数字化方法的优势以及目前存在的设计挑战。列举了波形数字化方法在目前国内大型粒子物理实验中的几个主要应用,引出了本文对于所介绍的基于JESD204B高速数据接口技术的波形数字化方法的研究意义。第二章介绍了目前波形数字化数据读出接口的研究现状,首先介绍了模数转换原理和高速模数转换器分类,之后通过分析模数转换器输出驱动器接口的发展趋势,比较得出基于CML驱动器的JESD204B接口的优势以及基于JESD204B接口的模数转换器在波形数字化方法中的应用前景。第三章研究了基于JESD204B高速数据传输接口的波形数字化数据读出方法,介绍了 JESD204B高速数据传输接口的关键技术,包括链路参数、分层协议以及时钟设计要点。第四章介绍了基于JESD204B的波形数字化模块原型电路设计,其中包括ADC的设计,模拟输入的设计,时钟设计,电源设计以及FPGA的选型和逻辑设计。第五章首先介绍了针对本论文的原型电路的测试内容,之后完成了JESD204B接口的链路测试、原型电路的性能测试以及功能验证。最后,在第六章总结了本论文的研究内容和工作中的不足之处,并对未来的工作进行了思考和展望。