[發明專利]一種電離室電荷信號讀出裝置

在審

• 申請號: 202011541982.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112671405A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 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: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/12
• 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。

2.根據權利要求1所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：所述的校準電路包括數模轉換器DAC、精密電阻、高絕緣阻抗繼電器及其開關控制電路；精密電阻、數模轉換器DAC分別布設在該校準電路的靠近電荷積分電路的輸入端側和靠近電荷積分電路的輸出端側。

3.根據權利要求2所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：該校準后的參數保存在EEPROM中；所述DAC為雙極性、16位以上，由于校準電流需要非常精確，因此需要精密電阻，精度在1％以上；高絕緣阻抗的繼電器需要絕緣阻抗為10GΩ以上。

4.根據權利要求1所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：.所述放電電路包括單刀雙擲選擇開關SPDT Switch、數模轉換器DAC、放電電阻，該放電電阻布設在靠近運算放大器的輸入端側，該DAC布設在靠近運算放大器的輸出端側、且與DSP控制單元相連接，DSP控制單元分兩路控制DAC，一路控制DAC輸入的幅值，一路控制DAC輸入的脈寬。

5.根據權利要求4所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：所述的DAC要求雙極性、16位以上，SPDT Switch電荷注入在1pC以內，漏電流100pA以內。

6.根據權利要求1所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：所述電荷積分電路包括：電荷信號輸入接口、運算放大器、積分電容、分壓電阻；積分電容一端連接電荷信號輸入接口，另一端連接運算放大器輸出端口；所述的積分電容要求為NP0電容，對溫度變化不敏感；所述的高絕緣阻抗的繼電器絕緣阻抗為10GΩ以上。

7.根據權利要求1所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：所述的模擬轉換器ADC用于實現積分電壓的數字化，要求最低為16位，采樣率在250k以上。

8.根據權利要求1所述一種電離室電荷信號讀出裝置，其特征在于：所述的電離室電荷信號讀出裝置還包括高壓模塊，該高壓模塊包括高壓電源及其輸出調節機構-可調電位器；另外，還包括高壓回讀電路，利用分壓電阻實現電壓回讀，通過ADC實現高壓回讀值采樣和數字化讀取。高壓模塊要求能夠輸出高達2kV的電壓。