用于测量软x射线能量角分布的多路纳秒门控积分器.pdf

第 20卷 第 3期 核 电子学与探测技术 Vo[．2ONo．3 2000年 5月 NudearElectronlc~＆DetectionTechnology M ay2000 用于测量软x射线能量角分布的 多路纳秒门控积分器 一 ’ I √ ， ， 刘天宽 、 7y , ／ 7一f，)7中国科学技术大学近代物理系，合肥。。。。。 ‘ 摘要；介绍了身捃 量级的门控积分器．多踌积分器采用模块化结构设计，每路仃完全导通的时间约为 7ns，用信号源信号作输入 ．积分非线性不超过2．9 ．在 星光 装置上的惯性约束聚变实验中．每路门控积分 工吁 3—0195-04 软x射线能量角分布的测量是惯性约束聚变(ICF)实验研究的一项重要内容 “]。目前用 于软x射线能量探测的x射线光 电二极管(XRD) 时间响应在亚纳秒量级，激光等离子体产 生的软x射线照射在XRD上产生几纳秒宽的电流脉冲，其时间积分值 (电荷量)反映了软x 射线的能量。但在实际ICF诊断中，XRD的输出信号还包含了电子、离子、散射光、电磁辐射 等造成的干扰，如果不加时间限制地对XRD输出信号积分，信噪比小，测量误差很大。目前在 ICF诊断实验中用高速数字存储示渡器在线记录波形，利用示波器的积分功能在信号附近几 纳秒内离线积分，从而减少干扰的影响。由于高速示波器价格昂贵，不能在角分布测量中大量 使用，我们研制了门控积分器。在信号到来的几纳秒内门导通，让信号通过并在电容上积分，其 他时间门截止，从而减小了干扰的影响。单路门控积分器口的电子学测试和 ICF实验现场测试 结果表明，这种方法能够满足 ICF实验的要求。为了下一步在 ICF实验中测量软x射线能量 角分布，我们研制了多路门控积分器 。 1 多路门控积分器的总体结构 为了实际应用方便和避免串扰，我们采用了模块化结构，如图1所示。每路门控积分器为 一 个模块，另外一个公共模块(底板)与计算机接 口板相连，完成数据传送和逻辑控制功能，模 收稿 日期 1999—04--24 基盒项 目：国家 a63—416—3和中国工程物理院院外基金资助 作者简介 万长春(1974一)，女，山东即墨人，从事前墒信号处理，数据采集研究，博士生{虞孝麒 (1938 一 )，男，渐江宁波人。教授．博导，从事核电子学和信息处理研究f刘天宽(19~8--)，男，河南巩义人，讲师t博 士，从事前墒信号处理．散据采集研究． 195 块之间通过 自定义总线连接。为了最大限度地避免互相串扰，各门控积分模块有独立的A]D， 积分结果以数字信号的形式汇集到 自定义总线上。 ’ 一 图i 多踣门控积分器总体框图 田2 公共模块电路结构筒图 公共模块如图2所示，包括触发成形电路和数据收发、地址译码电路。触发成形 电路的阈 电平由D]A产生并可程控调节，能适应各种幅度的触发信号。不规则的触发信号被成形为一 对互补的标准TTL脉冲start和--start。start信号延迟一段时间启动A／D变换。数据收发、 地址译码电路与计算机 内的接 口板一起，完成数据传送和控制功能。 门控积分模块原理口如图3所示。门平时在反偏置 电压下截止，start信号经过可调延时 后产生门控脉冲使 门导通，让被积信号通过