新型电荷-频率转换电路设计

设计了一种用于兰州重离子治癌系统中剂量监测的新型电荷-频率转换电路。该电路将输入的电流信号直接转换为脉冲输出,通过计数器对脉冲个数进行计数实现对输入电荷的测量,从而实现对照射剂量的实时监测。实验表明:该电路可实现0.01 n A~1μA范围内双极性电流的测量,在整个测量范围内线性度好于2.71%。     

BESⅢ飞行时间电子学在线刻度电路

本文介绍了BESⅢ(北京正负电子对掩机第三代谱仪)飞行时间(TOF)读出电子学在线刻度电路.该电路被集成在读出电子学插件上,用VME总线接口在线控制高精度DAC和高速模拟开关,产生幅度(电荷)可程控的指数衰减脉冲,对电子学通道进行时间测量检测和电荷测量的非线性校准,有大于20倍的电荷动态范围和好于10 bit的精度,能有效实现电荷非线性的校准功能.经测试,刻度修正后TOF电子学电荷测量的积分非线性小于0.69%,远好于修正前2%的性能指标,满足设计要求,目前该刻度电路已成功应用于BESⅢ工程.     

一种束流强度监测电路设计

介绍了一种新型的电流频率(I-F)转换电路,该电路用于测量平行板气体电离室的电流信号,配合实现了中国科学院近代物理研究所重离子治癌中束流强度的监测.治癌终端的临床试验表明该束流强度监测电路具有较高的灵敏度,能很好地应用在束流强度监测系统中.该电路也可以用于条形电离室信号的读出.     

弱电流测量中的I-F变换电路

介绍了一种用于弱电流测量中的I-F变换电路,它将输入的电流信号直接变换为脉冲频率输出,然后送入计数器计数和送入计算机处理。并对其电路原理作了较详细的阐述。经过在现场检验和使用,该电路工作稳定可靠,灵敏度高．抗干扰能力强等特点,得到了满意的结果。     

远距离大动态范围电荷测量电路的设计

介绍了大型高海拔空气簇射观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)空气簇射芯探测器阵列(Shower core detector array,SCDA)读出电子学方案的预研设计。系统采用基于电荷积分法的电荷测量方案,读出电子学通过同轴电缆接收光电倍增管输出的电流信号;采用在输入端与电荷积分放大器的虚地点之间接入等效50?电阻的终端阻抗匹配方案,并通过Pspice仿真验证该阻抗匹配的可行性。电路测试结果表明,该电路能满足远距离10 bit大动态范围电荷测量的设计指标要求。     

新型超快光电辐射探测器研制

针对超快脉冲辐射测量的需求,开发了一种具有超快时间响应、大线性电流输出的新型光电探测器件——超快大电流光电管。利用脉冲氙灯、飞秒激光器对该光电探测器件的最大线性电流输出、时间响应等特性参数进行了实验测量。同时,利用该探测器件与超快闪烁体耦合构成的超快脉冲辐射探测器对亚纳秒脉冲X射线源时间谱进行了测量。结果表明,该光电探测器件对脉冲的响应前沿为251ps、半高宽小于500ps,在其典型电压下具有3A以上线性电流输出,对于亚纳秒脉冲X射线束等脉冲辐射场的测量是一较为理想的探测器件。     

单粒子瞬态电流脉冲测试技术研究进展

单粒子瞬态（single-eventtransient,SET）电流脉冲测试技术是在重离子微束中非常重要的一种实验测试技术手段,可以用来测量束流入射位置与单粒子瞬态电流脉冲之间关系,给出电流瞬态脉冲参数（如上升时问、衰退时问以及峰高等）的二维分布图,在微米空间尺度和皮秒时间尺度上对电荷产生、传输以及收集的瞬态过程进行研究。     

用于GEM探测器的像素型读出ASIC研究设计

介绍了用于GEM探测器像素型读出ASIC芯片方案和设计。方案采用模数混合设计,单通道集成模拟前端电路和模数转换器(ADC),完成信号电荷量测量片内数字化。模拟前端电路将输入信号还原成电流信号,放大后在电容上积分,实现信号电荷至电压的转换。电流信号底宽窄,积分时间窗口小,单通道事例率达1MHz。输入信号电荷量动态范围300fC时,积分非线性小于0.68%。低功耗SAR-ADC,10比特精度,采样率1Msps,功耗220uW。该方案相关芯片已流片和测试,取得较好的初步测试结果。     

一种用于测量气载放射性碘的模拟信号采样电路

介绍了一种为气载放射性碘探测器研制的模拟电路。在探测器设计方案中,打破了传统上将前置放大器与主放大器分离的思想,将电荷灵敏前置放大电路与主放大电路置于探头以内;为了实现信号脉冲的较长距离传输,在信号电缆前端设置了既有电流放大又具备阻抗匹配功能的驱动电路,该驱动电路实现了在信号电缆后端免接地匹配电阻的需求,增强了探头的电子学兼容性。该研究成果得到理论与试验的验证,对工程应用具有较大参考价值。     

磁质谱仪离子收集器数字化读出系统的研制

研制了一个用于磁质谱仪法拉第筒阵列离子收集器的高精度数字化读出系统,实现对离子束中离子成分的分析与诊断。数字化读出系统由前端处理电路和数据获取模块组成,前端处理电路采用门控积分器将418通道微弱电荷信号转换为电压信号,数据获取模块将电压信号数字化后,通过以太网接口将数据上传到远程上位机。该读出系统实现了电荷范围为0.1~120 pC的数字化读出,非线性误差小于1.95%（全量程）。现场应用测试结果表明,该数字化读出系统完全满足实验需求。该系统还可广泛用于核物理实验和加速器系统中微弱电流或电荷信号的测量。