【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于空間環境探測，尤其涉及一種用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置。
技術介紹
1、空間帶電粒子探測器是空間環境探測器的重要組成之一，其探測原理是通過測量得到空間環境中帶電粒子的能量、方向和通量等數據，通過對其進行分析計算得出空間環境參數。空間粒子探測器中粒子接收器大多采用半導體傳感器，其輸出為微弱電荷信號，探測器的信號處理電路難以直接對其進行測量，需要采用電荷靈敏放大器對其進行放大，放大后由數字采集電路對脈沖進行檢測計數。
2、方向測量是空間帶電粒子探測器的一個重要探測要素，方向參量包括方位角、俯仰角。如圖1所示，其中方位角測量方法是：空間帶電粒子通過柵網，由上偏轉板、下偏轉板進行俯仰偏轉后，進入靜電分析器，完成能量篩選后，輸出至微通道板，微通道板對其進行初級放大后輸出至一個360°環形陽極平面，該環形陽極為金屬電荷接收電極，環形陽極被劃分為n等份，每個小的陽極代表一個方位角，每個陽極輸出連接一個電荷靈敏放大器，電荷靈敏放大器對接收到的電荷進行放大后由數字采集電路對脈沖進行檢測計數，最終實現方位角探測。
3、方位角探測精度主要由環形陽極平面劃分的角度決定，目前采用的電荷靈敏放大器a121為單通道獨立電荷靈敏放大器，體積重量較大，由于陽極劃分角度小，距離近，通道之間易出現如圖2所示的互相串擾干擾的問題，目前可實現的方位角探測最多采用16個a121，實現方位角探測精度為22.5°，方位角測量精度低。
技術實現思路
1、針對現有技
2、有鑒于此，本專利技術公開了一種用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置，包括：陽極板、前放板和數字采集處理板，其中，陽極板和前放板之間，以及前放板和數字采集處理板之間均采用板間連接器進行信號傳輸；
3、所述陽極板為環形陽極，并劃分為多個陽極，每個陽極輸出串聯一個限流電阻，每個陽極輸出的電荷信號通過板間連接器傳輸至前放板；
4、所述前放板，采用集成電荷靈敏放大器asic，將陽極板輸出的多路電荷信號進行放大，輸出多路數字脈沖經板間連接器輸入至數字采集處理板；
5、所述數字采集處理板，對前放板輸出的多路數字脈沖進行并行檢測計數，周期性打包輸出至pc端。
6、優選的，所述環形陽極劃分為48個陽極，每個陽極輸出串聯一個20ω的限流電阻。
7、優選的，所述前放板采用3片集成電荷靈敏放大器asic，每片asic上有16路前置放大器。
8、優選的，所述數字采集處理板包括:?fpga和sram，其中，所述fpga周期性工作，每個工作周期內對前放板輸入的48路數字脈沖進行計數，并將數據打包存入sram，工作周期結束將計數值打包輸出至pc端用于分析處理；
9、所述sram用于緩存脈沖計數。
10、優選的，所述fpga同時通過spi通信方式控制asic，配置asic閾值參數。
11、優選的，所述數字采集處理板包括eeporm，用于存儲檢測裝置的配置參數。
12、優選的，所述數字采集處理板包括晶振和刷新電路，其中，
13、所述晶振，用于向fpga提供20mhz時鐘信號；
14、所述刷新電路，用于刷新fpga的配置信號。
15、優選的，所述數字采集處理板與pc端之間通過rs422總線通信。
16、與現有技術相比，本專利技術的優勢在于：
17、1、本專利技術利用16通道集成電荷靈敏放大器asic，實現48通道方位角并行檢測，實現了方位角高精度探測，同時48通道并行探測，可以有效提高方位角探測靈敏度。
18、2、本專利技術采用電路模塊化設計，將陽極板與前放板、數據處理電路板分板設計，可以有效避免通道之間互相串擾/干擾的問題。
19、3、通過采用集成asic有效減輕了檢測裝置的重量，降低了檢測裝置的功耗。
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1.一種用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，包括：陽極板、前放板和數字采集處理板，其中，陽極板和前放板之間，以及前放板和數字采集處理板之間均采用板間連接器進行信號傳輸；
2.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述環形陽極劃分為48個陽極，每個陽極輸出串聯一個20Ω的限流電阻。
3.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述前放板采用3片集成電荷靈敏放大器ASIC，每片ASIC上有16路前置放大器。
4.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述數字采集處理板包括：FPGA和SRAM；其中，
5.根據權利要求4所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述FPGA同時通過SPI通信方式控制ASIC，配置ASIC閾值參數。
6.根據權利要求4所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并
7.根據權利要求4所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述數字采集處理板包括：晶振和刷新電路，其中，
8.根據權利要求4所述的用于空間帶電粒子探測的基于ASIC的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述數字采集處理板與PC端之間通過RS422總線通信。
...【技術特征摘要】
1.一種用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，包括：陽極板、前放板和數字采集處理板，其中，陽極板和前放板之間，以及前放板和數字采集處理板之間均采用板間連接器進行信號傳輸；
2.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述環形陽極劃分為48個陽極，每個陽極輸出串聯一個20ω的限流電阻。
3.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述前放板采用3片集成電荷靈敏放大器asic，每片asic上有16路前置放大器。
4.根據權利要求1所述的用于空間帶電粒子探測的基于asic的多通道并行電荷檢測裝置，其特征在于，所述數字采集處理板包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高俊，張愛兵，孔令高，劉超，楊根，蘇斌，孫越強，張賢國，王文靜，丁建京，田崢，鄭香脂，呂玉龍，關燚炳，王馨悅，馬麗媛，王濤，何春龍，
申請(專利權)人：中國科學院國家空間科學中心，
類型：發明
國別省市：
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