[發明專利]一種具有基線保持功能的輻射探測器讀出電路

在審

• 申請號: 202110238125.8
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113138406A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 王巍;張定冬;張珊;劉博文;趙汝法
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01T1/17
• 分類號: G01T1/17;G01T1/172
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

1.一種具有基線保持功能的輻射探測器讀出電路，其特征在于，包括電荷敏感放大器、零極點消除電路、濾波成形器及基線保持電路，電荷敏感放大器的輸入來自于輻射探測器收集的電荷信號，電荷敏感放大器的輸出端連接零極點消除電路的輸入端，零極點消除電路的輸出端分別和基線保持電路的輸入端、濾波成形器的輸入端相連接，濾波成形器的輸出端和基線保持的輸出端都連接到輻射探測器讀出電路的輸出端，電荷敏感放大器用于將輻射探測器采集到的電荷信號放大為電流信號，MN1為放大管，MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6為MN1提供所需要的電流，Cf為積分電容，對電荷信號進行積分，MN2為等效的泄放電阻，用于及時泄放積分電容上的電荷，零極點消除電路通過MRF引入一個零點，該零點能抵消電荷敏感放大器與濾波成形器之間的極點，濾波成形器的功能為濾除低頻和高頻噪聲并將電荷敏感放大器的輸出波形轉換為近高斯波形，通過R_SH1、C_SH1、R_SH2、C_SH2構成CR、RC濾波成形器執行濾波和整形的作用，及基線保持電路通過MP18和C_NL構成非線性回路以及NM12和CLP構成低通濾波回路，兩者同時對導致基線漂移的低頻直流信號進行限制，而對有用的高頻輻射信號具有免疫作用，達到保持基線的作用。

2.根據權利要求1所述的一種具有基線保持功能的輻射探測器讀出電路，其特征在于，所述電荷敏感放大器包括六個PMOS管，分別為MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6，兩個NMOS管，輸入管為MN1、MN2，所述MP1的源極、MP3的源極、MP5的源極與電源VDD相連；MN1的源極與地線GND相連；MP1的漏極連接MP2的源極；MP3的漏極連接MP4的源極；MP5的漏極連接MP6的源極；MP2、MP4、MP6的漏極與MN1的漏極相連，再連接到CSA的輸出OUT_CSA；MP1的柵極、MP2的柵極分別連接到外部偏置電壓VSAP1、VCSAP2；MP3的柵極、MP5的柵極連接外部偏置VBP；MP4的柵極、MP6的柵極連接外部偏置VCP，MN1的柵極為電荷敏感放大器的輸入端IN_CSA；積分電容Cf的左端連接IN_CSA，右端連接OUT_CSA；MN2的柵極連接外部參考電壓VR，源極連接IN_CSA，漏極連接OUT_CSA。

3.根據權利要求2所述的一種具有基線保持功能的輻射探測器讀出電路，其特征在于，所述PMOS管MP1和MP2、MP3和MP4、MP5和MP6分別構成三個電流源為放大支路提供電流，且MP1和MP2支路的電流小于其他兩支路，達到降低噪聲的目的，MN1為大尺寸的放大管為電荷敏感放大器提供60dB左右的放大倍數，Cf為積分電容，跨接在放大器的兩端，MN2為一NMOS等效的泄放電阻，泄放積分電容Cf上的電荷，VR電壓使MN2始終工作在線性區，節約面積的同時提供一個MΩ級的泄放電阻值。