X射线探测器标定分析系统及空间粒子探测器半导体传感器工作特性检测系统

【摘要】： 随着人类活动向外层空间的扩展，探索外层空间，利用外层空间，并保障人类在外层空间活动的安全，是当前航天活动中的重要内容之一。天基空间环境探测是探测外层空间、保障空间活动安全的重要手段。空间带电粒子探测以及空间X射线的探测是空间环境探测中最主要的内容。 本文讨论的X射线探测器标定分析系统，主要用于实现对X射线探测器的能谱标定。具有1024道的能谱精度、较小的体积和方便的接口等特点。如果对标定分析系统中的传感器及其放大电路作适当的调整，还可以对多种型号的空间带电粒子探测器进行标定与量化。X射线探测器标定分析系统由传感器与前置放大电路、脉冲峰值采集与转换电路、数据传输接口和分析处理软件等组成。 X射线探测器定标分析系统的前端脉冲峰值采集及其转换电路能够实现单个快速脉冲的捕捉及对不同脉冲上升沿陡缓的适应，它对不同传感器的放大信号特征都有很好的适应性，对脉冲峰值采样的结果具有很高的精度。 数据传输接口基于USB（Universal Serial Bus）总线技术开发，具有即插即用功能及较快的数据传输能力，这相对于过去使用的标定设备具有很大的技术先进性。USB数据传输接口的使用极大增强了X射线探测器标定分析系统的可移动性，使之不仅能够方便地应用到个人微机、笔记本电脑等不同的计算机终端上，而且可以使标定分析系统方便灵活地转移到不同的标定环境。 本文还通过二次拟合方程为X射线探测器标定分析系统的数据传递建立了数学模型，校正系统在对模拟信号的采集及其转换结果向计算机终端传输的过程中产生的非线性偏差。本系统完成后还用放射源进行了能量刻度。 最后，利用本系统对风云二号C星太阳X射线探测器的正样产品进行了能谱标定，取得了良好的结果，为风云二号空间环境监测任务的圆满完成做出了贡献。 本文在第七章讲述了空间粒子探测器半导体传感器工作特性检测系统。 半导体传感器是许多空间环境探测仪器的核心组成部分。半导体传感器性能的好坏直接影响了探测器的功能实现和指标精度。半导体传感器工作特性检测系统能够对多达32块的半导体传感器同时进行长时间地、连续地、实时地数据采集、存储和监测，并对半导体传感器异常噪声现象进行统计分析，智能区分性能好与性能差的半导体传感器。经1年多的运行，为各航天型号的半导体传感器的测试、筛选做出了一定的贡献。