用于脉冲γ剂量测量装置数据采集系统的设计与研制

设计研制了用于在线脉冲γ剂量测量装置的数据采集系统,并对其性能进行了测试,结果显示在稳态和脉冲输入时,输出电荷和输入辐射能量都具有良好线性。系统在西北核技术研究所的"晨光号"加速器进行了实验,并和热释光剂量计的结果进行了比较,相对偏差为±5%。数据采集系统的研制为在线测量单次脉冲γ剂量提供了一种新的技术途径。     

多丝正比室电荷测量电路的研究

简要介绍了一种用于X射线测量的探测器,多丝正比室(MWPC)的电子学读出系统,重点介绍了该电子学系统中电荷测量(MQ)电路的设计。其中包括了MQ电路的结构,以及FPGA逻辑以及算法的实现。MQ电路可以作为一种通用的读出插件应用在其它探测器的配套电子学读出系统中。最后给出了不同工作方式下的测试结果。     

用于硅多条阵列探测器的48路前置电荷灵敏放大器的研制

介绍了一套用于硅多条阵列探测器中的高密度多通道电荷灵敏放大器的研制和阵列探测器电子学的发展现状和工作原理,提出了设计原则和设计思路,特别介绍了一个新开发的用于硅多条探测器中的48路电荷灵敏前置放大器的设计和实际测量结果.它具有低成本、高密度的特点,好于1%的能量分辨和良好的长期稳定性.     

基于反馈积分法的微弱电流测量装置设计

介绍用于X、γ射线剂量量值传递的微弱电流测量装置设计工作。介绍了微弱电流测量的反馈积分法的基本原理,该方法具有测量精度高、稳定性好的特点。基于反馈积分法设计了一套微弱电流测量装置,分别介绍了装置中的积分电路、复位电路、信号处理电路、电源电路和控制电路等。通过Keithley 6430标准电流源测试和与PTW UNIDOSE E的比对测试表明,该微弱电流测量装置具有较高的精度,能够用于X、γ射线剂量量值传递工作中。     

CSR外靶实验终端大型探测器读出电子学研制

兰州重离子加速器-冷却储存环外靶实验终端大型探测器中子墙和TOF墙分别共有504个和360个通道用于测量中子和带电粒子的飞行时间,需要高精度时间测量的读出电子学系统。研制的8通道读出电子学模块采用了前沿定时的时间测量方法、基于TOT技术的电荷测量方法和PXI总线平台,电子学测试结果显示时间测量精度好于25ps。     

BESⅢ飞行时间电子学在线刻度电路

本文介绍了BESⅢ(北京正负电子对掩机第三代谱仪)飞行时间(TOF)读出电子学在线刻度电路.该电路被集成在读出电子学插件上,用VME总线接口在线控制高精度DAC和高速模拟开关,产生幅度(电荷)可程控的指数衰减脉冲,对电子学通道进行时间测量检测和电荷测量的非线性校准,有大于20倍的电荷动态范围和好于10 bit的精度,能有效实现电荷非线性的校准功能.经测试,刻度修正后TOF电子学电荷测量的积分非线性小于0.69%,远好于修正前2%的性能指标,满足设计要求,目前该刻度电路已成功应用于BESⅢ工程.     

用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计

介绍一种用于新型塑料闪烁体阵列探测器系统的前端读出电子学（FEE）的设计与实现,该前端读出电子学主要基于电荷测量专用的集成电路（ASIC）芯片和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）研制,可实现对多路探测器信号的采集、处理、筛选、打包,并通过LVDS差分接口上传到后端的数据获取系统（DAQ）。同时,该电路设有板载线性标定电路,可实现对各通道电子学性能刻度,设有电源电流、关键芯片及电路温度实时监控等电路,使电路具有较完善的功能和较强的自我保护能力。     

远距离大动态范围电荷测量电路的设计

介绍了大型高海拔空气簇射观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)空气簇射芯探测器阵列(Shower core detector array,SCDA)读出电子学方案的预研设计。系统采用基于电荷积分法的电荷测量方案,读出电子学通过同轴电缆接收光电倍增管输出的电流信号;采用在输入端与电荷积分放大器的虚地点之间接入等效50?电阻的终端阻抗匹配方案,并通过Pspice仿真验证该阻抗匹配的可行性。电路测试结果表明,该电路能满足远距离10 bit大动态范围电荷测量的设计指标要求。     

HXMT高能电子学测试系统的研制

介绍了为正在研制的HXMT高能电子学系统(ES/HE)研制的一套专用的测试系统。分析了测试系统功能需求,对测试系统进行了整体设计,并着重描述了测试系统中几个主要功能模块的实现原理及方法。     

新型电荷-频率转换电路设计

设计了一种用于兰州重离子治癌系统中剂量监测的新型电荷-频率转换电路。该电路将输入的电流信号直接转换为脉冲输出,通过计数器对脉冲个数进行计数实现对输入电荷的测量,从而实现对照射剂量的实时监测。实验表明:该电路可实现0.01 n A~1μA范围内双极性电流的测量,在整个测量范围内线性度好于2.71%。     

高密度塑料闪烁体探测器的数据获取系统设计

由中国科学院近代物理研究所承担的塑料闪烁体探测器研究项目,其目标是开展空间粒子探测、重构入射电子轨迹、区分电子和光子、鉴别重离子。为配合该探测器测试工作,设计了一套完备的数据获取电路(DAQ)与上位机软件。DAQ接收4块前端电子学(FEE)板的数据,可完成360路电子学通道的数据读出;接收上位机的控制命令并分发给各FEE;接收探测器的击中信息并产生触发信号;接收FEE的遥测数据并传给上位机。该DAQ与上位机通过USB总线和RS232总线实现实时通信。上位机软件基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现对FEE电子学系统的控制、数据读取与保存,以及FEE系统运行状态参数信息的实时显示。该数据获取系统电路结构紧凑、功能完善,上位机软件具有良好的人机交互界面。经现场实际运行,DAQ与上位机软件满足设计要求,目前已成功应用于塑料闪烁体探测器读出电子学测试系统。     

北京谱仪漂移室读出电子学2×576个通道的研制

本文概述了北京谱仪漂移室读出电子学的任务,特点,比较详细地介绍了电路框图,工作原理及设计考虑,给出了作为大系统的一部分——已研制成功的576个时间通道和576个电荷通道的测试结果,收到了预期的效果。     

空间单粒子翻转甄别与定位系统原理样机的设计及试验

单粒子翻转（SEU）是影响空间电子设备可靠性的重要因素,本文提出了一种SEU甄别与定位技术方法,研制了原理样机。硅探测器与辐照敏感器件在垂直方向相互临近安装,粒子入射到硅探测器的位置区域与目标辐照器件单粒子翻转的物理位置相对应。采用波形数字化技术实现了多道粒子甄别与能量信号测量,通过数据回读比较法实现了SRAM器件翻转逻辑定位检测。根据实验室测试和单粒子辐照试验结果,可探测高能粒子的LET≥6?06×10-3 MeV·cm2/mg,入射粒子的位置分辨率优于5 mm,最大计数率≥10 000 s-1,SRAM器件的SEU巡检周期时间分辨率为13?76 ms。通过掌握大容量SRAM型器件的SEU甄别与定位及其辐射环境感知能力,有助于提升空间电子设备的在轨工作性能。     

TU-TPC原型机电子学系统性能测试

TU - TPC(清华大学时间投影室原型机)电子学系统用于原型机输出信号所携带的电荷和时间信息的测量.系统采用基于FADC数字积分法测量电荷,选用高性能HPTDC芯片进行时间测量,具有电荷/时间分辨率高、噪声低、各通道之间串扰小等优点.首先介绍了TU- TPC电子学系统的结构特点及工作原理;其次,利用专业软件测试了电荷...     

The front-end electronics design of dose monitors for beam delivery system of Shanghai Advanced Proton Therapy Facility

A front-end electronics of dose monitor has been developed for measuring irradiation dose to the patient in Shanghai Advanced Proton Therapy Facility.The parallel plate ionization chamber is used for the dose monitoring.Unlike the traditional method of recycling capacitor integration and voltage-to-frequency conversion,this dose monitor electronics uses the trans-impedance amplifier and analog-to-digital conversion method.It performs satisfactorily,with the integral nonlinearity of less than ±0.04 nA in the range of-400 to 50 nA and the resolution of about±0.6 nA.     

碳化硅VDMOS的静态和动态辐射损伤及其比较

对总剂量辐射环境下不同偏置状态的碳化硅功率场效应管（SiC VDMOS）的动态特性进行了相关研究。在比较3种偏置状态下60Co γ射线辐照对于SiC VDMOS器件阈值电压和开关特性影响的基础上,进行了室温退火试验。结果表明,随60Co γ射线辐照剂量的增加,氧化层积累陷阱电荷,导致静态特性中阈值电压降低。同时器件动态特性中开启时间略微缩短,关断时间骤增,开关损耗增大。器件受辐照后耗尽层厚度和阈值电压发生的变化是其开启和关断响应差异性退化的主要原因。     

STCF RICH原型探测器的测试电子学系统构建与联调测试

环形成像切伦科夫（RICH）探测器作为超级陶粲装置（STCF）带电强子(π/K/p)鉴别的技术选项之一，采用厚型气体电子倍增器+微网格气体（THGEM+Micromegas）混合探测器结构以实现对切伦科夫光的探测。针对RICH原型探测器的信号读出，构建了一套1 024通道测试电子学系统，并与探测器进行了联合测试。该测试电子学系统使用高密接插件与RICH原型探测器进行连接，探测器输出信号通过测试电子学系统上的AGET和ADC芯片进行放大、成形和波形数字化，输出的数据经FPGA处理后通过千兆以太网传输至后端PC并进行数据分析。测试结果表明，在120 fC输入动态范围下，系统的等效噪声电荷（ENC）小于0.3 fC，且具有良好的输入-输出线性。该系统成功应用于RICH原型探测器切伦科夫成像束流实验中，并取得了良好的切伦科夫光成像结果。     

硅多条阵列探测器多路电荷灵敏前置放大器研制

本文简要介绍了应用于阵列探测器特别是硅多条阵列探测器的高密度多路前置放大器和前端电子学的发展现状、工作原理、设计要求和设计思路.同时,介绍了一套新开发的用于硅多条探测器中的48路电荷灵敏前置放大器的电路设计和实际测量结果,它具有低成本、高密度、好于1%的能量分辨和良好的长期稳定性.     

A QTC-based signal readout for position-sensitive multi-output detectors

A new signal readout method for position-sensitive multi-output detectors,such as those in high-energy spectroscopy measurement and nuclear imaging,was developed by combining the charge division circuit,summing circuit and charge-to-time conversion(QTC) circuit.The 64 outputs of a Hamamatsu H8500 position-sensitive photomultiplier tube were processed,and three digital pulses were generated.The widths of digital pulses were determined using the time-to-digital converter in an field programmable gate array.The energy and position information of incident y-rays is estimated based on the proportionality between the width of digital pulses and input charge created by y-photons.A prototype was built using discrete components and tested,and the energy and position resolutions were improved compared with that obtained with standard ADCs.This method greatly simplifies the front-end electronics and the digital interface.It enables a compact electronics system and an easy integration into an ASIC.