基于CCD的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、由于高能物理實驗的不斷發(fā)展，對探測性能精度的要求越來越高，探測器讀出電子學(xué)道數(shù)越來越多，已突破100萬計密集化的電子學(xué)通道(ASIC線路)的規(guī)模。同樣在核物理應(yīng)用中，閃爍體+光電探測的PED型的工業(yè)CT或核醫(yī)學(xué)診斷CT，在位置分辨、動態(tài)測量(計數(shù)率提高)的精度不斷提高要求下，需要的電子學(xué)道數(shù)以萬計數(shù)，涉及的造價也在不斷升級。探測靈敏材料的改進，如提高探測效率(重材料)、提高位置精度(小顆粒探測單元)、提高響應(yīng)速度(快發(fā)光)等，所帶來的成

2、本增加，與電子學(xué)部分相比并非是主要部分，更多的造價升級比例都顯現(xiàn)在電子學(xué)通道上。 本論文中提出了一種簡化電子學(xué)系統(tǒng)的方案，主要的思路是從探測器獲取光信號，通過光纖把信號傳輸?shù)竭h端。在遠端用電荷耦合器件CCD接收光信號，由于CCD器件一般都包含大量的感光單元(象素)，如果每根光纖都對準(zhǔn)到一個象素點上，那么每個電荷耦合器件都可以同時采集并存儲大量通道的事例信息。CCD的信號輸出方式是串行的，所以只需要在它的輸出端用一路ADC變換電路

3、，就可以依次對CCD保存的信息采樣變換，而在傳統(tǒng)的方案中，每一個探測器通道都需要一個專用的ADC變換電路。采用這種方案，可以使需要的電子學(xué)通道數(shù)量減小1到2個數(shù)量級，從而在很大的程度上壓縮采集系統(tǒng)的造價。 論文第一章提出了一個基于CCD的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方案，并且介紹了相關(guān)的背景和系統(tǒng)設(shè)計框圖。 第二章和第三章為系統(tǒng)的設(shè)計介紹了圖像傳感器和ADC兩個方面的基礎(chǔ)知識。 第四章是本論文的重點，在第四章中詳細介紹了基