[發(fā)明專利]一種電離室電荷信號讀出裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011541982.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112671405A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 殷治國;黃鵬;牟雪兒
• 申請（專利權(quán)）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(zhuǎn)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(xiàn)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(cè)布設。

2.根據(jù)權(quán)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(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC、精密電阻、高絕緣阻抗繼電器及其開關(guān)控制電路；精密電阻、數(shù)模轉(zhuǎn)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(cè)和靠近電荷積分電路的輸出端側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)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(shù)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(jù)權(quán)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(guān)SPDT Switch、數(shù)模轉(zhuǎn)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(cè)，該DAC布設在靠近運算放大器的輸出端側(cè)、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(jù)權(quán)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(nèi)，漏電流100pA以內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(zhuǎn)換器ADC用于實現(xiàn)積分電壓的數(shù)字化，要求最低為16位，采樣率在250k以上。

8.根據(jù)權(quán)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(diào)節(jié)機構(gòu)-可調(diào)電位器；另外，還包括高壓回讀電路，利用分壓電阻實現(xiàn)電壓回讀，通過ADC實現(xiàn)高壓回讀值采樣和數(shù)字化讀取。高壓模塊要求能夠輸出高達2kV的電壓。