本文關鍵詞：新型塑閃陣列探測器讀出系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國科學院研究生院（近代物理研究所）》 2015年

新型塑閃陣列探測器讀出系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

趙紅赟  

【摘要】：暗物質(zhì)探測在當代粒子物理及天體物理領域是一項很熱門的研究內(nèi)容。由中國科學院空間科技先導專項支持的空間暗物質(zhì)探測項目,將建造和發(fā)射科學衛(wèi)星來尋找暗物質(zhì)粒子的存在證據(jù),進而開展空間暗物質(zhì)研究。在該衛(wèi)星中,中國科學院近代物理研究所承擔研制一種新型的塑料閃爍體陣列探測器。作為探測衛(wèi)星的重要分系統(tǒng)之一,需要完成近地空間高能粒子束中光子和電子的區(qū)分以及質(zhì)子數(shù)Z=1~20的粒子鑒別。為了實現(xiàn)任務需求,本論文課題開展了該陣列探測器前端讀出系統(tǒng)的設計與研究工作。論文重點討論了該探測器的前端電子學硬件結(jié)構(gòu)、FPGA控制邏輯的設計等關鍵技術問題;針對低功耗、高可靠性等諸多苛刻要求,探討了解決方法與對策;論文還對地面檢測驗證系統(tǒng)以及試驗與測試等問題進行了較詳細的介紹。該新型塑閃陣列探測器前端讀出電子學系統(tǒng)主要包括4塊前端讀出電子學電路(FEE),最小應用系統(tǒng)為360個輸入通道,最多可擴展到512個輸入通道。每塊FEE主要基于先進的電荷測量電路和高性能FPGA構(gòu)成。其中電荷測量電路采用了專用集成電路(ASIC)芯片VA32HDR14.2和16位數(shù)字化芯片AD976A,它們在FPGA的控制下實現(xiàn)對探測器輸出信號的采樣、處理、保持、數(shù)字化和緩存;FPGA則采用美國Actel公司生產(chǎn)的宇航級芯片,完成對電荷測量電路以及FEE板內(nèi)其他功能電路的控制和狀態(tài)監(jiān)控。該前端電子學系統(tǒng)具有低功耗、模塊化、便于擴展、通用性強等特點。該電路具有較好的可移植性和可擴展性,易于復制構(gòu)建大型多通道前端讀出系統(tǒng)。它具有較完善的電路功能和較強的自我保護能力,可靠性高,不僅可用于空間粒子探測器信號的處理,還可用于地面粒子物理實驗探測器信號的處理。該論文工作中對塑閃FEE讀出系統(tǒng)進行大量的確認測試,主要包括:實驗室環(huán)境下的FPGA仿真測試、電子學測試和實驗室環(huán)境下的探測器聯(lián)調(diào)測試。前者可測試電子學系統(tǒng)的讀出功能及其線性、噪聲、穩(wěn)定性、串擾等指標;后者通過探測器系統(tǒng)的自標定以及宇宙線測試,來評估系統(tǒng)的整體性能和能否實現(xiàn)預期的科學目標。實驗結(jié)果表明,目前的讀出系統(tǒng)方案總體上可以滿足該陣列探測器系統(tǒng)的讀出需求。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（近代物理研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P172;P145.9
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 黃偉;劉濤;王華;潘衛(wèi)軍;;SRAM型FPGA的單粒子效應及TMR設計加固[J];航天返回與遙感;2012年02期

2 張云龍;李冰;封常青;蔡先利;汪曉蓮;許咨宗;郭建華;蔡明生;胡一鳴;伍健;常進;;A high dynamic range readout unit for a calorimeter[J];中國物理C;2012年01期

3 唐志成;陳國明;;阿爾法磁譜儀實驗及其首個物理結(jié)果[J];科學;2013年04期

4 張新民;Science評出2003年度十大科學成就:找到暗物質(zhì)和暗能量存在的新證據(jù)位居榜首[J];物理;2004年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 封常青;空間暗物質(zhì)探測衛(wèi)星量能器讀出電子學方法研究[D];中國科學技術大學;2011年

2 鄧愛民;高可靠長壽命產(chǎn)品可靠性技術研究[D];國防科學技術大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁建國;星載交換設備可靠性關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2008年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭紅濤;郭朝彬;;基于單片機的電話報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];安防科技;2009年11期

2 陳世夏;丁國臣;戚甫峰;;智能報警系統(tǒng)的設計[J];安防科技;2010年01期

3 安玉;吳有林;;智能害蟲捕殺器的研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2010年04期

4 賈宇琛;李巖;肖珂;;蔬菜大棚溫度調(diào)節(jié)控制器[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2010年24期

5 陳小林;程萬勝;劉江濤;;靜電除塵振打系統(tǒng)保護器的設計[J];遼寧科技大學學報;2010年05期

6 王曉明;王慶亮;王春巖;;放大電路中的反饋快速判斷教學方法[J];遼寧科技大學學報;2011年06期

7 張?zhí)禊i;翟亞芳;趙紅艷;;實踐教學在高校電子信息類教學中的作用[J];安陽工學院學報;2011年02期

8 王剛;;具有實時語音播報運動木棒長度計量儀的設計[J];白城師范學院學報;2011年03期

9 張輝,李凱,蘇建霞;一種阻容在線測試的方法[J];北京服裝學院學報;2005年03期

10 陳超波;張鵬;何寧;李永興;;一種基于DSP的曼徹斯特Ⅱ碼解析系統(tǒng)[J];兵工自動化;2011年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊巨龍;劉翔;高勇;;聲壓級測量中擴大ADC動態(tài)范圍的新方法[A];2011'中國西部聲學學術交流會論文集[C];2011年

2 劉榮;何敏;閔銳;聶典;;Multisim10在模擬電子電路中的應用[A];電子高等教育學會2008年學術年會論文集[C];2008年

3 何敏;孫崢;閔銳;龔晶;;模擬電子電路中差分放大電路的分析[A];電子高等教育學會2008年學術年會論文集[C];2008年

4 楊洋;王秀芹;魏洪峰;;《模擬電子技術》課程教學團隊之探索與實踐[A];2011高等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)學術暨教學研討會論文集[C];2011年

5 陳錫輝;謝小希;高翠山;閔建;聶振東;張銀鴻;何奇文;謝一岡;;基于Labview的BESⅢ Slow Control高壓系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[A];第十三屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（上冊）[C];2006年

6 賈懷茂;王義;李元景;來永芳;岳騫;李金;;新型氣體探測器MRPC測試方法研究[A];第十三屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（上冊）[C];2006年

7 陳元柏;江山;王小胡;朱啟明;;一個二維位置靈敏X射線探測器的研制[A];全國第六屆核儀器及其應用學術會議論文集[C];2007年

8 朱玲贊;馬桂珍;;輻射監(jiān)測中誤報率和漏報率的討論[A];全國第六屆核儀器及其應用學術會議論文集[C];2007年

9 李衍存;鄧智;劉以農(nóng);;集成CMOS管1/f噪聲測試系統(tǒng)[A];第十四屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（上冊）[C];2008年

10 杜曉英;季振山;王勇;李實;;自動調(diào)零的智能型積分器設計[A];第十四屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（上冊）[C];2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮源;水下傳感器網(wǎng)絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng)研究與設計[D];中國海洋大學;2010年

2 楊賀潤;Micromegas探測器的性能研究[D];蘭州大學;2010年

3 李春洋;基于多態(tài)系統(tǒng)理論的可靠性分析與優(yōu)化設計方法研究[D];國防科學技術大學;2010年

4 郝新軍;LHAASO水切倫科夫探測器原型陣列讀出電子學研究[D];中國科學技術大學;2011年

5 曹喆;西藏羊八井LHAASO實驗水切倫科夫探測器陣列分布式電子學方案研究[D];中國科學技術大學;2011年

6 封常青;空間暗物質(zhì)探測衛(wèi)星量能器讀出電子學方法研究[D];中國科學技術大學;2011年

7 戰(zhàn)志超;在ATLAS實驗數(shù)據(jù)中尋找超對稱粒子和電子的判選[D];山東大學;2011年

8 潘正強;加速應力下二元退化可靠性建模及其試驗設計方法[D];國防科學技術大學;2011年

9 辛山;基于γ射線CT及ECT的氣液兩相流成像系統(tǒng)[D];天津大學;2011年

10 葛紅玉;數(shù)控機床裝配可靠性建模及控制技術研究[D];重慶大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁銘;基于TOA無線定位算法的超聲紅外電子白板系統(tǒng)設計[D];南昌航空大學;2010年

2 李保強;基于模糊PID的葉臘石烤箱溫度控制系統(tǒng)研究[D];鄭州大學;2010年

3 徐航;基于S3C44BOX的工業(yè)用煤成份分析儀研究[D];鄭州大學;2010年

4 徐品;基于絲室結(jié)構(gòu)X射線探測器的研究[D];鄭州大學;2010年

5 牛靈欣;基于γ射線的工業(yè)用煤定量分析[D];鄭州大學;2010年

6 趙永輝;多通道參量陣信號源及功放電路設計[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 白玉成;基于MULTISIM仿真電路的設計與分析[D];哈爾濱工程大學;2010年

8 張亮;露天煤礦邊坡應力無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)[D];遼寧工程技術大學;2009年

9 樊鵬;基于GPS的SCADA-EMS煤礦供電調(diào)度系統(tǒng)的研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

10 於成業(yè);基于DSP無位置傳感器無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何玉娟;劉潔;恩云飛;羅宏偉;師謙;;SOI MOSFET抗輻射加固的常用方法與新結(jié)構(gòu)[J];半導體技術;2008年03期

2 王長河;單粒子效應對衛(wèi)星空間運行可靠性影響[J];半導體情報;1998年01期

3 張春華,溫熙森,陳循;加速壽命試驗技術綜述[J];兵工學報;2004年04期

4 張?zhí)O蘋;航空產(chǎn)品加速壽命試驗研究及應用[J];北京航空航天大學學報;1995年04期

5 李冬梅,王志華,高文煥,張尊僑;FPGA中的空間輻射效應及加固技術[J];電子技術應用;2000年08期

6 蔣洵 ,熊劍平 ,尤政;利用FPGA實現(xiàn)模式可變的衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲器糾錯系統(tǒng)[J];電子技術應用;2002年08期

7 王炳興,王玲玲;加速壽命試驗參數(shù)估計的改進[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;1996年03期

8 陳循,朱文獻,陶俊勇;可靠性強化試驗應力剖面的研究[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;2003年01期

9 常進;;暗物質(zhì)粒子探測:意義、方法、進展及展望[J];工程研究-跨學科視野中的工程;2010年02期

10 宋乾坤;雙參數(shù)指數(shù)分布下兩應力交叉步加試驗的統(tǒng)計分析[J];工程數(shù)學學報;1997年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張春華;步降應力加速壽命試驗的理論和方法[D];國防科學技術大學;2002年

2 蔣培;全軸隨機振動環(huán)境的疲勞強化機理研究[D];國防科學技術大學;2003年

3 褚衛(wèi)華;模塊級電子產(chǎn)品可靠性強化試驗方法研究[D];國防科學技術大學;2003年

4 蔣瑜;頻譜可控的超高斯隨機振動環(huán)境模擬技術及其應用研究[D];國防科學技術大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫煒;插裝型電子元器件強化振動試驗疲勞仿真研究[D];國防科學技術大學;2003年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙煥卿,杜元成,趙在忠,章志鳴;用于空間頻譜分析的楔、環(huán)陣列探測器的研制和特性[J];光學學報;1982年05期

2 蔡德水,田學飛,張以謨,李樹榮;用于功率譜分析的楔環(huán)陣列探測器[J];天津大學學報;1989年01期

3 馮奇,龔昆,蘇寶榮,金山;量熱器陣列探測器[J];強激光與粒子束;1991年03期

4 林俏露;李公平;王瑋;劉星;;工業(yè)CT陣列探測器串擾率的蒙卡模擬[J];甘肅科學學報;2012年04期

5 董洪舟;敖明武;楊若夫;吳健;楊春平;;基于陣列探測器的空間失配角匹配外差探測研究[J];激光與光電子學進展;2012年08期

6 ;射線探測技術及儀器[J];中國光學與應用光學文摘;1995年01期

7 張良;潘曉東;;基于480×6陣列探測器的紅外連續(xù)變焦光學系統(tǒng)設計[J];光子學報;2014年04期

8 王柄;曾躍武;沈文慶;詹文龍;周建群;馮恩普;諸永泰;馮軍;;中能重離子反應中的多單元輕粒子陣列探測器[J];高能物理與核物理;1990年12期

9 彭宇飛;馬冰;石金水;;用于高能X光測量的Si-PIN陣列探測器[J];強激光與粒子束;2010年03期

10 唐世彪;黃環(huán);陰澤杰;;鍺酸鉍陣列探測器用于中子激發(fā)發(fā)射計算機斷層掃描成像[J];強激光與粒子束;2008年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡明生;郭建華;謝明鋼;鄭春曉;;碲鋅鎘陣列探測器最新結(jié)果[A];第二十五屆全國空間探測學術研討會摘要集[C];2012年

2 錢永庚;賈麗紅;王克華;王經(jīng)瑾;;固體陣列探測器及其信號處理電路[A];第8屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（一）[C];1996年

3 鄔海峰;安繼剛;王立強;劉以思;鄭沅水;高寶增;;清華大學集裝箱檢測系統(tǒng)陣列探測器性能研究[A];第8屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（一）[C];1996年

4 張前美;曹錦云;;利用密封閃爍纖維陣列探測器測量脈沖裂變中子的可行性研究[A];第9屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集[C];1998年

5 何均章;高學燕;袁學文;傅淑珍;周殿華;周山;謝川林;關有光;魏繼鋒;;激光束陣列探測器標定方法[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

6 楊杰;過惠平;李如松;;X或γ射線陣列探測器的現(xiàn)狀與發(fā)展[A];第十三屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（上冊）[C];2006年

7 王金川;武麗杰;肖國青;郭忠言;徐瑚珊;祁輝榮;徐治國;陳志強;張力;丁先利;孫志宇;李加興;李琛;高輝;詹文龍;蘇弘;王彥瑜;;大型陣列探測器多路PMT高壓電源控制系統(tǒng)的研制進展[A];第十二屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集[C];2004年

8 胡孟春;葉文英;李忠寶;唐章奎;宋獻才;唐正元;;新型PIN陣列探測器的靈敏度實驗測量[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術年會論文集（上冊）[C];2004年

9 胡孟春;葉文英;唐章奎;李忠寶;;新型PIN陣列探測器[A];第三屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2005年

10 高學燕;傅淑珍;關有光;裴春蘭;葉一東;蘇毅;;強激光陣列探測器中的單通道定標法分析[A];中國工程物理研究院科技年報（1999）[C];1999年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者　王有佳;[N];人民日報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙紅赟;新型塑閃陣列探測器讀出系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];中國科學院研究生院（近代物理研究所）;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 姜嘯宇;紅外陣列探測器及邊緣檢測的研究[D];天津理工大學;2012年

2 張曉瑾;嵌入式X射線陣列探測器開發(fā)及其數(shù)據(jù)通訊應用研究[D];東北大學;2009年

3 鄧小翠;（Pb，La）（Zr，，Ti）O_3鐵電陣列的制備及其性能研究[D];西安理工大學;2007年

4 王野;光纖陣列成像激光雷達成像性能分析與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

相關機構(gòu)

>東北大學

>天津理工大學

>哈爾濱工業(yè)大學

>西安理工大學

>中國科學院研究生院（近代...

相關作者

>王野 >鄧小翠

>趙紅赟 >姜嘯宇

>張曉瑾

《中國學術期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司
同方知網(wǎng)數(shù)字出版技術股份有限公司
地址：北京清華大學 84-48信箱 大眾知識服務
京ICP證040441號
互聯(lián)網(wǎng)出版許可證 新出網(wǎng)證（京）字008號
出版物經(jīng)營許可證 新出發(fā)京批字第直0595號

訂購熱線：400-819-9993 010-62982499
服務熱線：010-62985026 010-62791813
在線咨詢：
傳真：010-62780361
京公網(wǎng)安備11010802020475號

  本文關鍵詞：新型塑閃陣列探測器讀出系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：202623