發(fā)布時間：2017-12-08 02:05

  本文關鍵詞：一種基于Si-APD的X射線單光子探測電路設計

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【摘要】：X射線單光子探測電路是將入射X射線單光子轉換成電信號,進而測量入射光子到達時間和能譜特性的電路,是X射線脈沖星導航的關鍵技術之一。文章通過分析X射線脈沖星的輻射特性提出了一種基于硅-雪崩光電二極管(Si-APD)的探測電路,Si-APD探測器通過外置偏置高壓對入射X射線單光子電離出來的電子進行雪崩放大,偏置電壓隨著溫度的變化自動調節(jié),保證Si-APD增益的穩(wěn)定性。雪崩抑制電路的作用是對探測器進行復位以探測下一個X射線單光子,文章給出了雪崩抑制電路的工作原理和設計方法,并進一步討論了在單光子探測應用條件下的前置放大電路和主放大電路設計,合理設計電荷靈敏前置放大器是實現(xiàn)電流電壓轉換、高增益、低噪聲和高時間精度的關鍵技術,整形帶通主放大器作為Si-APD的放大電路,設計合適的帶寬和增益可以提高系統(tǒng)信噪比、穩(wěn)定性、時間分辨率和能譜測量精度。該電路相比于正比計數(shù)器、硅漂移探測電路等,具有體積質量較小、可靠性高、造價低廉等優(yōu)點,可實現(xiàn)高速、高信噪比的X射線單光子探測電路設計。
【作者單位】： 北京空間機電研究所;中國空間技術研究院;
【分類號】：V448.2
【正文快照】： 0引言面向X射線脈沖星導航(X-ray pulsar-based navigation,XPNAV)的單光子探測器是脈沖星導航的核心技術。X射線脈沖星是一種具有超高溫、超高壓、超高密度、超強磁場、超強電場和超強應力場等極端物理條件的天體,可發(fā)射周期性的X射線脈沖信號,其周期范圍一般為1.6ms~8.5s,少

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