[發明專利]一種動態LET譜測量系統

在審

• 申請號: 201811619720.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109738934A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 余慶龍;盧琪;孫越強;荊濤;張珅毅;張斌全;張偉杰;孫瑩
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王宇楊

本發明提出一種動態LET譜測量系統，包括：探測器、信號處理模塊、信號采集模塊、FPGA模塊和動態LET譜測量模塊；所述探測器，用于在接收到粒子有效劑量信號后產生電荷信號響應輸出至信號處理模塊；所述信號處理模塊，用于將電荷信號響應放大并轉換為可采樣的模擬信號輸出至信號采集模塊；所述信號采集模塊，用于采集模擬信號，并將模擬信號轉換為數字信號輸出至FPGA模塊；所述FPGA模塊，用于實現對探測器模塊、信號處理模塊和信號采集模塊進行控制和計算，將數據發送至動態LET譜測量模塊；所述動態LET譜測量模塊，用于對FPGA模塊上傳的數據進行計算處理，得到LET譜，進行數據處理、顯示和存儲。

技術領域

本發明屬于半導體探測器的領域，具體而言，涉及一種動態LET譜測量系統。

背景技術

所謂LET譜是線性能量傳遞譜，即粒子在探測器中單位射程的沉積能量譜。空間輻射粒子LET譜是表征空間環境輻射剛度的重要參量，也是宇航元器件抗輻射性能設計及選用的依據。

空間輻射粒子LET譜分布覆蓋0.001MeVcm2/mg-100MeVcm2/mg，目前尚無單探頭實現全指標覆蓋LET譜儀，在軌運行及在研LET譜儀指標一般為0.1MeVcm2/mg-37MeVcm2/mg，需要通過結合其他粒子探測器或者多個探頭分段指標合成才能滿足探測需求。由于大量的新型宇航元器件空間輻射試驗要求被測芯片實驗具備0.001MeVcm2/mg-100MeVcm2/mg全指標覆蓋LET譜就位探測功能，多探頭分段指標合成無法滿足就位探測需求。因此本發明提出一種動態LET譜測量系統。

發明內容

本發明的目的在于解決目前LET譜儀無法實現單探頭空間輻射試驗LET譜全指標0.001MeVcm2/mg-100MeVcm2/mg覆蓋就位監測需求的問題，為實現上述目的，本發明提出一種動態LET譜測量系統。包括：探測器、信號處理模塊、信號采集模塊、FPGA模塊和動態LET譜測量模塊；

所述探測器，用于在接收到粒子有效劑量信號后產生電荷信號響應輸出至信號處理模塊；

所述信號處理模塊，用于將電荷信號響應放大并轉換為可采樣的模擬信號輸出至信號采集模塊；

所述信號采集模塊，用于采集模擬信號，并將模擬信號轉換為數字信號輸出至FPGA模塊；

所述FPGA模塊，用于實現對探測器模塊、信號處理模塊和信號采集模塊進行控制和計算，將數據發送至動態LET譜測量模塊；

所述動態LET譜測量模塊，用于對FPGA模塊上傳的數據進行計算處理，得到LET譜，進行數據處理、顯示和存儲。

作為所述裝置的一種改進，所述探測器為半導體探測器，所述半導體探測器厚度為L，L不大于0.3mm。

作為所述裝置的一種改進，所述半導體探測器為Si探測器。

作為所述裝置的一種改進，所述信號處理模塊包括峰保電路，用于對采樣信號進行幅值保持采樣。

作為所述裝置的一種改進，所述信號采集模塊包括ADC單元，所述ADC單元用于將模擬信號轉換為數字信號。

作為所述裝置的一種改進，所述FPGA模塊包括信號處理采集控制單元和沉積能量計算單元；

所述信號處理采集控制單元用于實現對探測器模塊、信號處理模塊和信號采集模塊進行控制；

所述沉積能量計算單元用于根據獲取的數字信號ADC和定標參數k計算，得到對應的單位沉積能量dE為：

dE＝k·ADC+b (1)

并將dE進行積分得到探測器沉積能量E，發送至動態LET譜測量模塊。