CdZnTe像素探测器读出电子学研制PPT课件

1、开题报告CdZnTeCdZnTe像素像素探测器探测器读出读出电子学研制电子学研制汪慎 郭建华中国科学院紫金山天文台中国科学院紫金山天文台中国科学院中国科学院暗物质与空间天文重点暗物质与空间天文重点实验室实验室 报告提纲报告提纲1.背景介绍2.读出电子学的设计与实现3.电子学系统的测试2021-12-121.1.背景背景介绍介绍 第二批先导专项：先进天基太阳天文台（第二批先导专项：先进天基太阳天文台（ASO-SASO-S） 科学目标：科学目标：“一磁两暴一磁两暴” 三个载荷：全日面太阳矢量三个载荷：全日面太阳矢量磁像仪磁像仪（FMGFMG）、莱曼阿）、莱曼阿尔法太阳望远镜（尔法太阳望远镜（LST

2、LST）、太阳硬）、太阳硬X X射线成像仪（射线成像仪（HXIHXI）2021-12-131.1.背景背景介绍介绍2021-12-14 测量对象：30KeV-300KeV的X射线 复合准直傅立叶变换成像 光栅+闪烁晶体+PMT 探究使用CdZnTe像素探测器的可行性太阳硬太阳硬X X射线成像仪（射线成像仪（HXIHXI）1.1.背景背景介绍介绍常见半导体探测器材料： Si，HPGe，CdTe，CdZnTe.CdZnTe探测器优点： 平均原子序数高，测量能段宽，电阻率高，可以在常温下工作。多像素结构可以用于实现X/射线成像。2021-12-151.1.背景背景介绍介绍u CdZnTe像素探测器由

3、迪泰克公司(西北工业大学)研制，需要多通道、低噪声的电荷测量系统u 电荷灵敏放大器ASIC，挪威IDEAS VA32TA6.31.http:/ channels, 1mW/channel10 bits resolution10MHz(max.) conversion clock2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现2021-12-18读出电子学整体结构读出电子学整体结构2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现ASIC连接：wire bonding引线材质：Au引线直径：0.8um2.2.读出读出电子学的设计与电子学的

4、设计与实现实现生产商：EMCO型号：CA12N-5T电压输出范围：0V到-1250V纹波噪声：0.001 %2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现FPGA电平： 0V/3.3V ASIC电平： +1.5V/-2.0V电平转换：数字隔离器2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现通讯方案：1. USB（Cypress FX2LP）2. 串口（MAX232）2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现2021-12-115FPGAFPGA逻辑设计框图逻辑设计框图2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现FPGA：Intel Cyclone(Altera)型

5、号：EP3C16Q240硬件描述语言：Verilog2021-12-116上位机程序设计上位机程序设计框图框图LabWindows/CVI界面界面2.2.读出读出电子学的设计与电子学的设计与实现实现3 3. .电子学系统的测试电子学系统的测试工作模式：VATA信号产生：outp/m信号类型：差分电流仿真工具： Orcad Pspice增益：4.1mV/A outp/m差分电流转差分电压差分电压转单端ADCVA32TA6.3( (仿真仿真结果结果) )3.3.电子学系统的测试电子学系统的测试( (初步结果初步结果) )刻度范围：023fC线性范围：016fC系统增益：109bin/fC (93.2mV/fC)刻度电路示意图刻度电路示意图3.3.电子学系统的测试电子学系统的测试( (初步结果初步结果) )室温下电子学平均噪声4.4bin，约为250e-CdZnTe探测器未接入57e-/pF 总结与展望总结与展望正在进行：1.搭建射线准直平台，利用放射源对探测器系统进行测试2.使用VATA450.3芯片（40fC）扩展光子能量范围可达1.1MeV2021-12-120总结：1.该电子学系统初步实现对CdZnTe探测器多通道低噪声读出（进一步