硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分...硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分辨率的硅微条探测器.基于硅微条探测器在空间观测领域的应用前景,针对硅微条探测器单元设计了一套低噪声的电子学读出系统.整个电子学系统分为前端电子学、数据获取电路和上位机软件.前端电子学为提高集成度,采用了一款电荷读出芯片VATAGP8,实现了多通道、低噪声的电荷信号测量;数据获取电路使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了对前端电子学的时序控制以及对测量信号的采集控制;上位机用来接收、处理数据获取电路采集的信号数据.在对电子学通道的线性、基线、噪声等性能进行测试之后,得到系统在0--200fC电荷输入范围内的线性增益约为13.41bin/fC,积分非线性小于1%,噪声小于0.093fC.为了验证电子学读出系统对硅微条探测器单元的读出能力,将两者集成在一起并测试了宇宙线缪子的能量沉积,得到读出电子学系统的信噪比大于32,缪子的电离损失能谱与Landau-Gaussian分布符合较好,能够满足硅微条探测器单元读出电子学的设计要求.展开更多
文摘硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分辨率的硅微条探测器.基于硅微条探测器在空间观测领域的应用前景,针对硅微条探测器单元设计了一套低噪声的电子学读出系统.整个电子学系统分为前端电子学、数据获取电路和上位机软件.前端电子学为提高集成度,采用了一款电荷读出芯片VATAGP8,实现了多通道、低噪声的电荷信号测量;数据获取电路使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了对前端电子学的时序控制以及对测量信号的采集控制;上位机用来接收、处理数据获取电路采集的信号数据.在对电子学通道的线性、基线、噪声等性能进行测试之后,得到系统在0--200fC电荷输入范围内的线性增益约为13.41bin/fC,积分非线性小于1%,噪声小于0.093fC.为了验证电子学读出系统对硅微条探测器单元的读出能力,将两者集成在一起并测试了宇宙线缪子的能量沉积,得到读出电子学系统的信噪比大于32,缪子的电离损失能谱与Landau-Gaussian分布符合较好,能够满足硅微条探测器单元读出电子学的设计要求.
