[發明專利]一種電離室電荷信號讀出方法

在審

• 申請號: 202011536817.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112737534A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 殷治國;黃鵬;牟雪兒
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H03F3/70
• 分類號: H03F3/70;H03F1/30
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 卓凡

1.一種電離室電荷信號讀出方法，該方法基于一種電離室電荷信號讀出裝置，該裝置包括電荷積分電路、布設在電荷積分電路輸出端的模擬轉換器ADC，其特征在于：在電荷積分電路輸入端和輸出端之間，還布設有用于實現自動放電的放電電路、以及用于校準差值的校準電路、以及用于控制放電電路和校準電路的DSP控制單元，該DSP控制單元與電荷積分電路輸出端同側布設；

其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、積分開始前的零輸入零輸出方式的自動電路校準；

步驟二、基于電路校準后的電壓穩定時域內的自動積分采樣；

步驟三、通過加載反向電壓使得正負電荷抵消完成自動放電；

步驟四、ADC從下一個積分周期開始再次進入積分采樣。

2.根據權利要求1所述的一種電離室電荷信號讀出方法，其特征在于：所述步驟一，具體過程如下：

1)令當前積分電路輸入端信號為零；

2)DSP檢測當前積分電路輸出端信號是否為零；

如果不為零則存在差值，則繼續過程3)，如果為零，無需電路校準，結束；

3)DSP給DAC一個校準數字信號；

4)DAC輸出一個校正電壓信號給校正電阻R形成校正電流；

5)該校正電流返回到積分器信號輸入端；

6)當輸入端無信號輸入、輸出端積分電壓輸出為零時完成校準。

3.根據權利要求1所述的一種電離室電荷信號讀出方法，其特征在于：所述步驟二，具體過程如下：

1)電荷源頭輸入電荷給積分器；

2)積分器積分電壓采樣；

3)DSP判定是否連續采樣3次；

如果小于3次返回過程2)，如果等于3次，進入步驟三的放電過程。

4.根據權利要求1所述的一種電離室電荷信號讀出方法，其特征在于：所述步驟三，具體過程如下：

1)DSP在一個積分周期的第3個采樣周期完成后向DAC發送反向電壓信號，且反向電壓信號的幅值根據此前三次積分電壓的采樣值進行設定；

2)DAC給放電電阻施加反向電壓；

3)積分器電容上的正負電荷抵消，完成自動放電；

DAC輸出一個反向電壓給放電電阻從而形成反向電流，反向電流在一定脈寬的脈沖作用下即形成反向電荷，反向電荷和積分器上的正向電荷相互抵消。

5.根據權利要求1所述的一種電離室電荷信號讀出方法，其特征在于：所述步驟四，具體過程如下：

1)正負電荷抵消后ADC等待進入下一個積分周期的第一個采樣周期；

2)ADC在下一個積分周期的第一個采樣周期的上升沿開始積分電壓采樣。