CZT像素核辐射探测器读出电路的设计

CZT作为一种新型室温核辐射探测器材料,适用范围广泛,设计一种有效的CZT读出电路意义重大。采用CMOS技术设计了一种高分辨率、低功耗的CZT像素核辐射探测器读出电路。该读出电路包括电荷敏感型前置运放、整形滤波网络、放大级。运放采用PMOS输入折叠共源共栅结构,滤波网络采用简单的RC—CR结构。在GPDK 0.18μm CMOS工艺下进行的仿真,表明该读出电路的灵敏度为0.3mV/keV,探测能量范围为20～200 keV,单信道功耗为1 mW。     

基于GPRS的核辐射环境监测系统设计

为了长时间监测特殊区域内的核辐射情况,利用GPRS传输技术设计了核辐射环境监测系统,系统采用C/S架构设计由监测管理中心和多个监测节点组成;监测节点采用单片机MSP430F149作为控制核心,利用G-M计数管J403γ作为探测器,通过Time-To-Count方法实时监测周围环境中的辐射情况,并通过GPRS通信模块EM310建立与监测中心的TCP/IP网络连接将数据发送至监测管理中心;监测管理中心通过对接收来的数据进行处理、显示、分析,最终存入Access2003数据库备份;该系统适用于放射性科研院所、医院放射科和核电站周边等场所,以便尽早发现危险的存在,采取有效的措施,确保辐射场所的辐射安全,避免事故的发生。     

基于蓝牙4.0的微型核辐射剂量计设计

针对目前个人核辐射剂量监测手段便携性差、实时性较差和持续监测能力不足等问题,设计了一种基于蓝牙4.0模块的微型低功耗核辐射剂量计;系统使用计数管探测辐射粒子,充分利用了MSP430混合信号处理器和蓝牙4.0模块的低功耗特性,体积小巧、续航能力强、运行稳定可靠;该剂量计配合手机APP即可单独使用,又可多台组网使用,可为人员提供持续可靠地实时剂量率监测和个人剂量分析,在核工业及核医学个人防护领域具有广阔的应用前景。     

基于微处理器的鱼群探测器设计

为了提高鱼群探测器的应用范围,进一步扩展探测器的功能,该文提出一种基于ARM9控制器和嵌入式Linux操作系统的鱼群探测器的设计方法,并在此基础上开发并完成系统的硬件电路和相应的系统应用软件。该鱼群探测器是基于S3C2440微处理器,采用GPIO接口控制发射器发射电子脉冲,通过传感器将其转换成声波并发射到水中,接收器接收回声,并通过解码芯片进行解析;最后,通过触摸屏控制系统采集数据,由声纳装置记录下声纳曲线。实际应用表明,该探测器具有较好的效果。     

适用于像素CZT辐射探测器ROIC的高精度S/H电路

为了提高像素CZT辐射探测器读出电路的精度,用Cadence 的Spectre工具基于GSMC0.18 μm工艺模型模拟仿真,设计了一种适用于像素CZT辐射探测器读出电路的高精度双相采样保持电路.首先,用两个电流脉冲信号源建立了前置放大器的输出信号模型,它包括高频噪声和幅度为0.28 mV有用信号.然后,设计了一个用于高精度采样保持电路的高性能运算放大器.经过模拟仿真得到其共模输入范围为0.6～1.4 V,直流增益为74～80 dB,相位裕度大于60°.最后完成了高精度双相采样保持电路的设计,仿真结果显示它能很好的跟随输入信号的形状并且能在信号幅度达到相对误差为0.35%的采样保持精度.     

HgCdTe红外探测器放大电路的低噪声设计

以HgCdTe光伏型红外探测器输出的微弱电流信号为根据对探测器的发前置放大电路和二级放大电路进行设计,运用标准的电路理论建立了等效噪声模型,分析计算电路中各个噪声源引起的噪声,进而运用叠加法计算总的电路的噪声和信噪比可知所设计放大器电路为高增益、低噪声、高信噪比放大电路,最后从工程角度提出了抑制电路噪声的方法.     

一种基于WSN的核辐射监测系统能量有效数据聚合方法

在核辐射监测传感器网络中,传感器监测节点要进行信息监测、数据传输与聚合等任务,减小能耗从而延长其生命周期成为其关键问题。本文在LEACH算法的基础上提出ECLEACH改进算法,算法考虑了传感器节点剩余能量、节点传输距离等因素,使得簇头节点的分布更加均匀,仿真结果表明,与LEACH算法相比较,ECLEACH算法使整个网络的能耗更加均衡,有效地延长了网络的生命周期。     

基于光电探测器和FPGA的瞬变光辐射探测技术的应用研究

结合光电探测技术和空间对地探测瞬变光辐射技术,阐述瞬变光信号探测的应用系统研究.分析目标特性,提出了基于光电探测器和FPGA技术的瞬变光辐射探测系统设计方案.着重介绍了系统核心模块设计及其核心器件选择.完成软硬件设计、调试,以自研制模拟信号源为输入的测试结果表明,系统运行状态良好,设计方案可行.     

基于SAT的快速电路时延计算

针对现有的基于时间展开电路求解时延算法在电路规模较大或者时延模型精度较高时效率较低的问题,提出一种基于子电路抽取的电路时延计算方法.基于展开电路,通过分析输出端约束找到相关的输出端,利用回溯抽取与这些输出端相关的逻辑锥子电路,并在子电路而不是在展开电路上进行求解,由于抽取的子电路的规模远小于展开电路的规模,加速了求解过程;同时提出了抽象电路的概念,并分析了抽取子电路的同构特性,通过在抽象电路上进行预处理得到学习子句,从而可以利用学习子句加速每一次的SAT求解过程.在ISCAS85和ISCAS89电路上的实验结果表明,采用文中方法使得电路时延的求解效率平均提高了约8倍.     

基于蒙特卡罗模拟的BGO探测器探测效率研究

基于蒙特卡罗模拟方法,对比分析了圆柱型闪烁体探测器NaI(Tl)、LaBr3(Ce)及锗酸铋(BGO)对γ射线的探测效率,研究了晶体尺寸、入射γ射线能量、放射源与探测器间距离、包壳材料厚度对探测效率的影响。在相同条件下,BGO的绝对探测效率、全能峰探测效率及本征探测效率均大于LaBr3(Ce)及NaI(Tl)。对于BGO探测器,探测效率与晶体尺寸呈正相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率随γ射线能量的增加呈现先上升后下降趋势,本征探测效率与γ射线能量呈负相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率与放射源与探测器间距离呈负相关关系;包壳材料厚度对本征探测效率几乎无影响,越薄的铝制外壳可达到越好的绝对探测效率及全能峰探测效率。该研究结果能够为闪烁体探测器几何设计、产品研发和无源效率刻度提供一定参考。     

基于CZT探测器的X光谱分析设备

碲锌镉（CZT）探测器是一种新型半导体探测器，具有高的原子序数、宽的禁带和高密度（有效原子序数50、密度5．81g／cm^3，Eg=1．6eV）等优点，有利于低能X射线和g射线的探测分析。CZT探测器可以工作在室温下且具有较好的能量分辨率，     

基于运放CA3140的峰值检测电路的设计

文章介绍了一种核辐射探测器中必不可少的峰值检测电路,该电路主要由前置主放大器、甄别电路、控制电路和峰值保持电路四部分构成。该电路工作原理如下：探测到的信号通过主放大器放大整形,补偿脉冲幅度的变化,再经过甄别电路去除噪声,检测信号时序,最后根据甄别电路的时序经由控制电路对模拟开关、ADC转换进行控制,完成峰值检测的任务。     

基于兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器研究

设计了一种基于氮化铝(AlN)兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器,基于超表面的吸收器用于对特定波长红外辐射的吸收,再利用AlN兰姆波谐振器的温度频率效应检测红外辐射。首先,对兰姆波谐振器的电极周期、电极宽度、AlN薄膜厚度和支撑轴尺寸进行优化设计,设计了电极周期分别为12μm和1.2μm的谐振器结构,其工作频率分别为365 MHz和2 544 MHz。其次,设计了方形结构超表面的等离子体吸收器,并研究分析其红外吸收机理及结构尺寸对吸收性能的影响规律。通过集成超表面红外吸收器并调节吸收结构尺寸,实现可调谐、近100%的双带吸收性能,在3μm～5μm和8μm～12μm处的吸收率均超过99.5%,谐振式热红外探测器的响应时间低于0.8 ms、热噪声等效功率低于10^-11 Hz/μW。     

基于CPLD的多线阵探测器驱动电路设计

本文主要介绍了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的多线阵探测器驱动时序电路,该电路应用于可见-近红外光谱仪的开发.为了获取较高的系统信噪比,并覆盖较宽的光谱范围,本驱动电路使三个探测器具有协调的工作时序关系,且可分别调节各个探测器的积分时间.此驱动电路的特点有:对于线阵探测器驱动有一定的通用性;电路结构简单、体积小、调试方便;成本低、功耗低、可靠性高等.     

基于可重构模拟细胞阵列的进化电路研究

进化电路具有自组织、自适应和自修复的特性,在航空航天领域具有重大应用价值;阐述了模拟可进化电路的基本原理,分析了基于现场可编程晶体管细胞阵列FPTA（Field Programmable Transistor Array）的可进化模拟电路体系结构与电路原理,提出了基于单染色体进化策略的模拟细胞阵列进化方法;建立了FPTA细胞电路的数学仿真模型,开发了模拟细胞电路进化研究仿真平台;以带通滤波器电路作为进化实例,讨论了进化实验结果,实验结果表明：新型FPTA细胞阵列电路能够通过进化得到带通滤波器电路,所设计的细胞电路是正确的,进化方案是有效的.     

基于FPTA的动态可重构模拟电路研究

阐述了基于FPTA的模拟可进化电路的设计方法,分析了FPTA的结构,介绍了进化设计所使用的遗传算法,分析了使用PSpice软件建立的仿真模型,并通过VB程序实现算法并对演化过程进行控制.以4位数模转换电路(DAC)为例,通过对4个FPTA细胞组成的电路结构进行进化实验,结果表明4个FPTA细胞完全能够进化得到4位DAC.     

视场内激光干扰CCD探测器的实验研究

为了验证激光辐照CCD系统的干扰效果,进行了视场内He-Ne激光干扰面阵CCD探测器的实验研究,测得了像元饱和阈值和局部受辐照时的CCD饱和功率密度阈值.使用Matlab编程处理了干扰图像,得到了视场内激光人射能量与CCD饱和面积比的关系曲线.激光能量较低时,随着激光能量增大,饱和面积增加较快;激光能量较大时,随着激光能量增大,饱和面积增加较慢.并对实验中出现的光饱和串音现象进行了理论分析.实验结果表明:视场内激光干扰CCD成像制导武器是可行的.     

基于WSN的核辐射监测系统路由算法研究

由于核辐射环境的特殊性及无线传感器网络传感器节点能量的有限性,在LEACH协议的基础上提出一种路由改进算法,考虑节点的剩余能量、位置信息及节点到基站的距离等因素,改进适应值函数,利用粒子群优化算法,选取簇头节点。簇头节点选取合适的路径以单跳或多跳的传输方式与汇聚节点通信。仿真结果表明,改进算法明显地节省了节点能量,有效地延长了整个网络的生存周期,使得基于无线传感器网络的核辐射监测系统具有高效、稳定和实时监测的功能。     

基于CZT探测器的X光能谱分析设备

碲锌镉（CZT）探测器是一种新型半导体探测器,具有高的原子序数、宽的禁带和高密度（有效原子序数50、密度5．81g／cm^3,Eg=1．6eV）等优点,有利于低能X射线和g射线的探测分析。CZT探测器可以工作在室温下且具有较好的能量分辨率,     

微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的模拟与设计

针对微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的单芯片集成化设计,在研究分析微型法-珀腔阵列光谱探测器的结构和工作原理的基础上,提出了基于2μm标准CMOS工艺的8位线阵微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路方案,研究了电路中各元器件的结构与结构参数,在ORCAD软件平台下完成了读出电路各单元电路与系统电路的设计、仿真与优化,利用TANNER软件完成了微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的版图设计及版图验证。该电路工作电压为 5 V,总功耗为4.82μW,版图面积0.37 mm×0.22 mm。