[發(fā)明專利]一種微通道板增益的測量電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310642442.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103645391A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張愛兵;鄭香脂;孔令高;孫越強;朱光武;梁金寶;丁建京;劉超;田崢;關(guān)燚炳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微通道板（MCP）的探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微通道板增益的測量方法。

背景技術(shù)

目前，微通道板增益測量的一般方法如說明書附圖中的圖1所示，測量方法①的電路包括電荷靈敏放大器（模擬量輸出）、峰保電路、高速AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集處理和控制電路，該方法的電路可以集成到探測儀器內(nèi)部，缺點是成本高、功耗大，另一方面數(shù)據(jù)采集處理和控制電路的工作包括控制峰保電路和高速AD轉(zhuǎn)換器，以及讀取AD轉(zhuǎn)換器的采集結(jié)果、幅度分析、數(shù)據(jù)分組和計數(shù)，因此該電路比較復(fù)雜。如圖2中所示的測量方法②的電路只需將電荷靈敏放大器（模擬量輸出）輸出的信號通過多道分析器即可完成方法①中的峰保電路、高速AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集處理和控制電路的功能，但多道分析器價格昂貴并且體積大，無法集成到探測儀器內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有技術(shù)中微通道板增益的測量方法存在著上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微通道板增益的測量電路及方法，利用該測量方法克服了一般測量方法存在的上述缺陷，實現(xiàn)微通道板增益測量的低成本、低功耗以及測量電路易于集成到探測儀器內(nèi)部的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微通道板增益的測量電路，所述的測量電路包括：兩片或三片微通道板、電荷靈敏放大器-甄別器、數(shù)據(jù)采集和控制電路和DA轉(zhuǎn)換器，所述的兩片或三片微通道板經(jīng)疊加后與電荷靈敏放大器-甄別器的輸入端連接，其輸出端與數(shù)據(jù)采集和控制電路連接，所述DA轉(zhuǎn)換器的輸入端與數(shù)據(jù)采集和控制電路連接，其輸出端與電荷靈敏放大器-甄別器連接。

基于上述的微通道板增益的測量電路所實現(xiàn)的測量方法，所述的測量方法包括：

步驟1）設(shè)置電荷靈敏放大器-甄別器初始的閾值電壓為0V并保持時間T，此時電荷靈敏放大器-甄別器將微通道板輸出的全部電荷脈沖均甄別為有效信號，并輸出數(shù)字脈沖至數(shù)據(jù)采集和控制電路；

步驟2）通過數(shù)據(jù)采集和控制電路采集由步驟1）中獲得的保持時間T內(nèi)的數(shù)字脈沖的個數(shù)，并通過該數(shù)字脈沖的個數(shù)控制DA轉(zhuǎn)換器輸出下一個模擬量電壓；

步驟3）電荷靈敏放大器-甄別器將閾值電壓更新為步驟2）中的模擬量電壓并保持時間T，此時電荷靈敏放大器-甄別器將超過該閾值電壓的電荷脈沖甄別為有效信號，并輸出該有效信號對應(yīng)的數(shù)字脈沖；

步驟4）通過數(shù)據(jù)采集和控制電路采集由步驟3）中獲得的數(shù)字脈沖的個數(shù)，如果該個數(shù)未達到閾值電壓為0V所輸出的數(shù)字脈沖總數(shù)的一半時，繼續(xù)執(zhí)行步驟2），否則記錄此時的閾值電壓數(shù)值；

步驟5）根據(jù)步驟4）中的閾值電壓數(shù)值獲取與其對應(yīng)的閾值電荷量，該閾值電荷量即為微通道板的增益。

本發(fā)明的一種微通道板增益的測量電路及方法的優(yōu)點在于：

由于兩片或三片微通道板疊加使用時的輸出電荷脈沖高度分布（PHD）為準(zhǔn)高斯分布,如圖2所示（橫軸為微通道板的增益，對應(yīng)其輸出的脈沖電荷量，縱軸為輸出數(shù)字脈沖的計數(shù)），在G～Gmax之間的計數(shù)和等于Gmin～Gmax之間計數(shù)和的一半，基于上述原理，本發(fā)明的測量電路及方法只需測量輸出的數(shù)字脈沖個數(shù)在數(shù)字脈沖總數(shù)一半時的閾值電壓，即可獲得與該閾值電壓對應(yīng)的閾值電荷量，即求得微通道板的增益，該測量電路結(jié)構(gòu)簡單，測量方法易于操作，實現(xiàn)了微通道板增益測量的低成本、低功耗以及測量電路易于集成到探測儀器內(nèi)部的目的。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種微通道板增益的測量電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種微通道板增益的測量電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是微通道板增益與數(shù)字脈沖的計數(shù)間關(guān)系曲線圖。

圖4是本發(fā)明的一種微通道板增益的測量電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所述微通道板增益的測量電路及方法進行詳細說明。

如圖4所示，本發(fā)明的一種微通道板增益的測量電路，所述的測量電路包括：兩片或三片微通道板、電荷靈敏放大器-甄別器、數(shù)據(jù)采集和控制電路和DA轉(zhuǎn)換器，所述的兩片或三片微通道板經(jīng)疊加后與電荷靈敏放大器-甄別器的輸入端連接，其輸出端與數(shù)據(jù)采集和控制電路連接，所述DA轉(zhuǎn)換器的輸入端與數(shù)據(jù)采集和控制電路連接，其輸出端與電荷靈敏放大器-甄別器連接。