摘要：在基于数字信号处理的粒子探测器读出电路设计中,模数转化器(analog to digital converter,ADC)是一个关键的模块。ADC的采样率和精度是限制探测系统达到最佳噪声性能的主要参数。基于Matlab的Simulink环境建立了粒子探测器读出电路中ADC的仿真模型,并通过Matlab仿真验证了模数转化器的采样速度、精度对系统噪声的影响,给出了在基于数字信号处理的粒子探测器读出电路设计中,模数转换器的参数设计方案。

摘要：基于数字信号处理方法在粒子探测器信号处理中应用越来越广泛。论文基于"快通道+慢通道"结合的方式设计了一个适于SOC设计的粒子探测器读出电路,并采用FPGA仿真平台对所设计的电路系统进行验证和初步测试。测试结果表明,数字处理器的快速通道和慢速通道能输出正确地梯形脉冲,峰值检测模块能正确地检测出脉冲的到达时间,堆积判弃,脉冲幅度提取电路正常;最终得到的等效噪声电荷为188 e,总功耗为26 mW,满足高精度低功耗粒子探测器读出电路设计要求。

摘要：我们制造并测试了为超灵敏小型通旋加速器质谱计研究设计的单粒子探测系统。探测器由Al_2O_3打拿极、微通道板电子倍增器和阳极三部分组成。入射离子沿80°角方向轰击打拿极,以0.8电子/keV的转换系数产生数目与离子能量成正比的次级电子,每个电子在不同的通道管内单独放大至饱和,阳极收集的电荷数与入射离子能量成正比。用选择甄别阈的方法可以有效地将离子计数与本底分开。从实测数据外推到40keV K或Ar离子时可知:相应于90％计数效率的本底率为10^(-3)/S。探测系统的能量分辨△E=6.5keV,可以用于测量极低能量的重离子谱。

摘要：设计了一种分布式粒子探测器集群高压电源系统,阐述了系统总体构架,重点介绍高压电源控制柜的设计方案。分析了多个模块设计的关键技术环节。该系统基于Nios II和ARM双核控制,设计了AC/DC变换器、高压电源阵列、CAN路由器、触摸屏及集群电源主控制器等模块,实验结果表明,本系统具有功率因数高、精度高、纹波小、实时性好、设备的兼容性和抗干扰能力强等优点。

摘要：基于卫星工具包(STK)、MATLAB软件和国际地磁参考场(IGRF)模型,对粒子探测器在低轨卫星任务中的投掷角测量范围进行了仿真,并给出了其探测器的星上布局优化方法。研究结果表明:粒子探测器的星上布局选择与任务的探测目标相关。如果探测目标是束缚在磁场中作弹跳运动的粒子,应将探测器在朝向卫星轨道坐标系±Y轴的基础上向卫星的前进方向偏转;如果探测目标是处于损失锥中的沉降粒子,应将探测器在朝向卫星轨道坐标系-Y轴的基础上向天顶方向偏转;为实现全投掷角探测范围的探测,要使用多个探测器通过构型布局优化进行联合探测。文章提出的投掷角测量范围分析与优化方法,可推广到多种轨道高度的粒子探测卫星总体设计中,为提升卫星的总体分析设计水平提供支持。

摘要：近日中国科学院高能物理研究所攻关的空间X射线探测器技术取得阶段性成果。探测器功能性能指标达国际同类仪器水平，进入科研快车道。我国空间粒子探测器技术研发起步晚、底子薄。经过十余年攻关，科研人员克服了设计和工艺等困难，掌握了准直器、探测器、可靠性设计、系统集成多项技术，具备超薄遮光膜制备、组装工艺以及粒子与X光标定装置设计集成能力。

摘要：空间电子探测器的准直仪的目的是限制仪器的探测张角和几何因子,而电子与准直仪材料的散射效应严重,准直仪的设计优劣将直接影响仪器的测量精度。本文以我国的风云四号卫星的高能电子探测器为例,在基础准直仪的结构基础上进行了改进设计,分析了在准直仪内的加齿结构、齿形、齿厚、齿深、齿数等参数对准直仪反散射能力的影响。分析发现齿形对反散射能力的影响最大,齿深对反散射能力影响较小。提出了最优准直仪结构,有效改善了准直仪内电子散射问题,总结了空间电子探测器的准直仪设计的经验和原则,为以后准直仪的优化提供参考。

摘要：近年来,多种先进粒子探测器系统开始使用专用集成电路芯片(ASIC),芯片的性能对探测器整体性能起着重要作用。论文设计了一种多通道核(粒子)探测器读出芯片,每个通道包含前放、成形、峰值保持等完整读出结构,同时也设计了每个模块单独使用的版本。其信号处理流程为低噪声前置放大器对信号先进行积分预处理,然后送入滤波成形电路形成准高斯型脉冲,峰值保持模块探测并保持其峰值供读出。芯片分立模块目前已完成大部分测试,工作正常,六通道完整芯片也准备与实际探测器联调试用。

摘要：能量中性原子(Energetic Neutral Atoms,ENA,简称能原子)是指在日球层内外空间,拥有>0.1 keV动能的原子.在此空间领域并没有温度>10~6K的中性气体,但却充满动能>0.1 keV的正离子.因此能原子A应该是A^+离子与原地稀薄气体B原子或分子交换电荷所产生的,即A^++B→A+B^+.电荷交换涉及极小的动能变化,新生的能原子A和离子B^+基本上各自保持原有动能.离子B^+随即被当地磁场俘获,能原子A则脱离磁场约束并携带其原属离子群的成分和能量信息而直线运动,成为遥测空间等离子体的有效媒介.美国人造卫星IBEX(Interstellar Boundary Explorer)直接探测得到来自日球层以外星际空间的能原子,大幅延伸了利用能原子遥测空间等离子体的领域.本文据此论述了空间能原子的发现,综述了探测空间能原子的基本概念与实例、取得的主要成果、仪器设计和研制进展以及未来空间利用能原子遥测的发展趋势.

摘要：Integrated circuits of deep submicron(DSM) CMOS technology are advantageous in volume density, power consumption and thermal noise for multichannel particle detection systems,but there are challenges in the front-end circuit *** this paper,we present a 0.18μm CMOS front-end readout circuit for low noise CdZnTe detectors in tens of pF *** to the noise and gate leak problems in DSM technologies are discussed in detail.A prototype chip was designed,with a charge sensitive preamplifier,a 4th order semi-Gaussian shaper and several output *** results show that the chip has an equivalent noise charge of 164 e,without connecting it to a detector,with an integral nonlinearity of<0.21%and differential nonlinearity of<3.75%.