大型高海拔空氣簇射觀測站（Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）的廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列（Wide Field of View Cherenkov Telescope Array,WFCTA）采用新型的固態(tài)半導(dǎo)體探測器硅光電倍增管（silicon photomultiplier tube,SiPM）作為光敏探測器.由于SiPM的增益對溫度較為敏感,為使SiPM增益在變溫環(huán)境下保持穩(wěn)定,本文研究出了SiPM增益溫度漂移的精確補償方法.該方法通過粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個數(shù)字電位器的方式實現(xiàn)對低壓差線性穩(wěn)壓器（low dropout regulator,LDO）輸出偏壓的調(diào)節(jié),并根據(jù)刻度出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter,ADC）監(jiān)測值與真實偏壓的關(guān)系,利用ADC的監(jiān)測值進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的方法實現(xiàn)偏壓的精確調(diào)節(jié),最終實現(xiàn)SiPM增益的精確補償.通過使用以該方法實現(xiàn)的電路后,在相似溫度變化范圍內(nèi),SiPM的增益波動由補償前的71.8%降低至0.8%.結(jié)果顯示該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對因溫度引起的SiPM增益漂移的很好的補... 

【文章來源】：四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,57(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

32×32硅光電倍增管陣列的正面圖

SiPM增益溫度漂移精確補償?shù)倪壿嬁驁D

圖3為實際電路的正面圖. LDO芯片型號為LR8N8,數(shù)字電位器A為AD5280BRUZ50(8位,量程50 K),數(shù)字電位器B為AD5175BRMZ-10(10位,量程10 K),ADC為AD7606BSTZ(16位ADC,8個輸入通道),FPGA為XC6SLX25-2FGG484I, CLB溫度芯片為DS75LVS+. 其中LDO輸入端提供80 V直流電源, 線性穩(wěn)壓電源(LT3012)與低噪聲LHAASO-WFCTA數(shù)字電路電源模塊[12]對80 V與5.2 V輸入進(jìn)行降壓并作為FPGA等芯片的輸入電源.對于SiPM工作溫度的監(jiān)測,WFCTA中SiPM背面附有溫度芯片(lm94021),設(shè)計使用與偏壓監(jiān)測相同的ADC實現(xiàn)SiPM工作溫度的監(jiān)測,溫度監(jiān)測精度低于0.3 ℃.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]硅光電倍增探測器溫度特性分析與實驗[J]. 戴澤,全林,程曉磊,張艷,王鯤鵬.  飛行器測控學(xué)報. 2015(03)
[4]硅光電倍增器件（SiPM）的自動增益校正[J]. 范鵬,許天鵬,王石,劉亞強,馬天予.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2013(01)
[5]硅光電探測器的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 黃敏敏,朱興龍.  機械工程與自動化. 2011(06)

碩士論文
[1]PET探測器溫度補償系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 于興明.成都理工大學(xué) 2017



本文編號：2989903