一种新型电荷灵敏前置放大器和成形峰保持混合电路

本文介绍一种我们研制的新型电荷灵敏前置放大器和成形放大与峰保持混合电路,该电路采用了新的设计方案,它采用电荷灵敏前置放大器将探测器信号预放大后,再经过放大成形和峰值保持,以便后继电路采样和进行数据的处理。放大器信号成形时间为0.5μs;1μs;2μs三档可调,放大倍数为×10;×100两档选择,峰保持时间为6μs,它具有噪声低;体积小;电路结构简单;价格低等特点,并且对整个电路做了较详细的阐述。

开关型积分电荷灵敏前放的研究

介绍了开关电荷灵敏前放应用于高能X射线成像系统中的主要优点,初步分析了此类前放的主要噪声源,并实验比较了开关前放和传统电荷灵敏前放的噪声指标,结果显示开关前放的确因为去掉了反馈电阻的热噪声贡献而使并联电流噪声得以改善。

用于CZT探测器信号读出的低噪声电荷灵敏前放A250

本文测量和分析了电荷灵敏前放A250的电子学噪声对CZT探测器能谱展宽的影响。在成形时间下1μs下A250的零电容噪声为104.8 e,噪声电容斜率为4.18 e/pF。测得^(241)Am 59.5 keV全能峰能量分辨率为4.08%。

基于示波器和数字滤波的电荷灵敏前放噪声测量

本文提出了一种新的电荷灵敏前放的噪声测试方法,利用数字示波器和数字滤波对信号进行采样处理。与传统模拟测量系统相比,该方法具有参数可调,方便高效的优点。试验结果与传统测试结果基本吻合。

一种基于电流反馈芯片的电荷灵敏快前放设计

介绍了一种基于电流反馈运算放大器(CFOA)的快电荷灵敏放大电路。通过一个小电阻的引入避免了CFOA电路直接电容反馈所引起的电路不稳定问题,通过反馈电阻和反馈电容的适当取值降低了噪声。经过测试,其带宽可达200MHz,时间分辨率可达125ps。该前放具有高带宽、高性噪比、高时间分辨率等特点,已成功应用于兰州重离子加速器单粒子效应地面模拟实验TR5终端。

基于多路电荷灵敏前置放大器构建多路剂量测量系统

针对多路空气电离室剂量探测器输出信号的特点和测量需求,利用一种多路电荷灵敏积分型前置放大器专用器件(ASIC),实现了1 024路空气电离室剂量探测器的微小电流信号的同步放大、处理和采集。在6 MV(30 MU/min)医用加速器下,进行了实验测试,10 ms积分时间内,电荷量约为0.15 p C,测量灵敏度约为3 n C/Gy。结果表明,利用该种前置放大器构建的测量系统,其量程和积分时间等参数满足测量需要,可在该剂量测量系统中应用。

16通道GEM探测器前端读出ASIC的设计

介绍了用于GEM（Gas Electron Multiplier）探测器读出的ASIC芯片GEMROC（GEM ReadoutChip）的设计。该芯片采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺,单片集成16个读出通道,每个通道包括电荷灵敏前放（CSA）、CR-（RC）^2成形电路和驱动电路。增益和成形时间片外数字可调,适应于低噪声和高计数率应用。在默认增益4.6 mV/fC和成形时间160 ns情况下,仿真结果显示输出电压范围1.6～2.6V,非线性〈0.2%,噪声在探测器电容为20pF时仅～500e-。该设计已经版图实现并交付流片。

用于阵列探测器读出的16通道前端ASIC

本文设计了用于GEM阵列探测器读出的16通道前端ASIC,每个通道包含电荷灵敏前放、CR-(RC)2成形电路和Class-AB级的输出驱动电路。芯片采用0.6μm CMOS工艺,管芯面积为1.27mm×4.08mm。输出脉冲的宽度可以从1μs调节到10μs,测得的等效噪声电荷分别为1413e+20e/pF@脉宽=1μs和1402e+11e/pF@脉宽=10μs。脉宽为1μs时,输入电荷0-70fC范围内的微分非线性好于1%。

GEM探测器多通道前端读出ASIC设计

为满足高效率、高分辨率、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求,设计了基于GF 0.18μm工艺的32通道GEM探测器前端读出ASIC数模混合芯片。针对GEM探测器输出的信号特点,设计了灵敏电荷放大电路、成形电路、甄别器电路等模拟电路以及刻度信号配置电路、译码器电路等数字电路。测试结果表明:ASIC最高计数率可达10^(7)s^(-1),前放电路具有较好的积分线性度。

半导体阵列微剂量探测器前端读出电路设计

根据三维Si SOI PIN像素微剂量探测器特性参数,设计了一种基于GF chrt018IC CMOS工艺的前端读出电路。该读出电路主要包括PMOS输入的电荷灵敏前前置放大器,有源整形滤波电路,电压比较器及基准电流源等,可实现对微剂量信号的放大、滤波降噪、甄别输出等功能。仿真测试表明:能量探测范围为5~500 fC,单通道功耗约为2 mW,总噪声性能为0.05 f C+1.6×10^(-3)fC/pF。

基于A225F的通用辐射探测前端电子学的研制

本文针对空间辐射探测需求,设计了包括电荷灵敏前放、成形放大前端电子学电路。该电路为模块化电路,采用该放大电路配合大连理工大学研制的Si C粒子探测器和西北工业大学研制的CZT探测器,分别完成了电子学系统的α源和γ源测试,测得α源的输出信号波形的信噪比约为30:1;配合,完成了电子学γ射线探测,γ源输出信号波形的信噪比约为20:1。测试表明,该电子学系统具有低噪声、高分辨良好线性度以及高动态范围的优点,具有很高的通用性。

用于个人剂量测量的硅探测器信号处理电路的设计

介绍了一种用于个人γ剂量测量的微型硅探测器的信号处理电路的设计,讨论了PCB(印制电路板)设计中应注意的问题。该信号处理电路主要包括前置放大电路、滤波成形电路和极-零相消电路,前置放大电路采用了电荷灵敏前置放大器,滤波成形电路采用了CR-RC滤波成形网络。设计的信号处理电路PCB面积仅有10 cm2,对于0.662 Me V的γ射线,信号处理电路的输出信号的信噪比达到了50:1,输出脉冲幅度达到了1.5 V左右,输出信号之后没有明显的下冲现象,其性能可以满足用于个人剂量测量的要求。

一种基于半导体探测器和NFC的X-γ个人剂量计

介绍了一种采用PIN半导体探测器和近距离无线通信技术(NFC)的X-γ个人剂量计。这两种技术极大地降低了系统功耗,使仪器连续测量时间达到650 h。该仪器采用低功耗单片机MSP430FG4619作为主控单元,具有体积小、灵敏度高、量程宽、线性度好、功耗低、操作便捷等特点,能较好地满足核电站等特殊场合对剂量管理的需求。

极-零相消电路的理论分析与实验验证

本文首先对极-零相消电路的原理进行了深入的理论分析和计算,在该基础之上,针对输入信号的参数指标,设计了具体的电路和实验内容。将理论分析与实验现象相结合,对极-零相消的原理进行了较为充分的实验验证,为设计一款成熟的谱仪放大器提供了宝贵经验。

一种高计数率的能损探测器方案研究

正在建设中的强流重离子加速器装置HIAF配备了一条先进的放射性束流线HFRS,建成后将为中国高能放射性核束物理研究提供新的机遇。HFRS的特点是流强极高(初级束流强度1×10^(11) ppp),这对用于粒子鉴别的能损探测器提出了非常高的计数率要求。传统的能损探测器对信号处理一般依次采用电荷灵敏前放、主放大器、ADC的技术路线。该方案存在电子学响应速度较慢、灵活性较差、难以处理高计数率下信号堆积严重等问题。我们对此提出一种新的适用于高计数率的能损探测器方案:以耐辐照的多次取样电离室为能损探测器,优化结构和读出方式提高探测器响应速度,使用快电荷灵敏前放对能损探测器信号初步放大后、直接用波形数字化仪采集波形再进行后续数字算法处理。并利用放射源和束流对该方案进行了验证测试。利用3组分α源测试时,对采集的波形使用数字成形算法处理,能量分辨率(FWHM)可达1.31%。在放射性次级束流线RIBLL2提供300 MeV/u的~(56)Fe束流测试中,采用时间常数τ_(f)=2μs的快电荷灵敏前放在计数率接近1 MHz时仍未发生明显堆积。