[发明专利]一种减小图像畸变的位置读出电路

说明书

本发明实施例公开了一种减小图像畸变的位置读出电路。该位置读出电路包括采集多路阳极输出脉冲信号的脉冲信号采集单元，接收并将阳极输出脉冲信号转换成电压脉冲信号的电荷前置放大器，接收并将电压脉冲信号放大和整形从而获得近似高斯形脉冲信号的整形放大器，将近似高斯形脉冲信号的峰值转换成数字信号的模数信号转换器，从微通道板堆的输出端取出的脉冲信号作为微通道板输出信号的微通道板输出信号获取单元，将微通道板输出信号引出的高压电容，接收高压电容所引出的信号并将所述信号进行放大的射频放大器，接收放大信号并产生一个TTL脉冲信号的恒比鉴别器，微处理器通过TTL脉冲信号进行触发并产生一个数字脉冲信号用于启动模数信号转换器。

技术领域

本发明涉及相机成像的技术领域，具体涉及一种基于微通道板的楔条形阳极光子计数成像探测器的减小图像畸变的位置读出电路。

背景技术

微通道板是一种二维连续电子倍增的电真空器件，由许多具有连续电子倍增能力的通道按一定的几何图案排列而成。在微通道板的两端加上一定的电压，能够获得很高的电子增益，可以对极其微弱的二维电子图像进行倍增和放大。微通道板既可用于直接探测电子、离子、α粒子及γ射线和宇宙射线等粒子，又可与不同的光电阴极材料相结合用于探测从近红外到硬X射线波段的光辐射。目前，微通道板的一个重要应用领域是单光子成像探测，以位置灵敏阳极(如楔条形阳极、延迟线阳极、交叉条形阳极)作为读出方式，来实现单光子灵敏度的二维成像，称为位置灵敏阳极光子计数成像探测器，已经被广泛应用于空间科学(空间天文学、空间等离子体物理学、深空探测等)、同步辐射物理学、化学、材料科学、光学(荧光成像、拉曼光谱)和生物医学等领域。

现有技术中基于微通道板的楔条形阳极光子计数成像探测器的位置读出电路的模拟电路部分主要包括前置电荷放大器、整形放大器、峰值保持模块和触发信号生成电路，数字电路使用美国NI公司的PCI数据采集卡。数据采集卡在对脉冲信号的峰值进行数据采集时需要对脉冲信号的峰值保持一段时间，然后由一个触发信号(TTL)启动采集卡中的所有模数转换器(ADC)对峰值保持器输出的脉冲峰值电压进行一次采样和量化。TTL的生成方式为：将所有前置电荷放大器输出信号求和后输入到一个具有快整形时间的放大器，然后再送入一个快的前沿比较器生成TTL，在前沿定时方式中，同一探测器产生的具有相同时间起点而不同幅度的脉冲信号，经前沿定时后会因为幅度的差异带来时间上的抖动，称为“时间游动效应”，它能的存在使ADC采集具有不同幅度的脉冲峰值时产生误差。为了消除“时间游动效应”带来的这种误差，需要使用峰值保持器将探测器的输出信号保持一段时间后再由NI的数据采集卡进行数据采集和量化，峰值保持期间到来的其它脉冲信号则无法进行处理，由于保持时间比较长，在此期间到来的脉冲还会发生重叠，从而导致采样结果的不准确。如果去掉峰值保持电路，正如张凯等人在期刊《激光与光电子进展》的10401-1～6(2014)发表的“极紫外光子计数成像探测器采集电路的研制”一文中所用的方法，直接采集整形放大器输出波形的峰值，由于TTL脉冲的时间抖动及整形放大器输出脉冲高度的随机性，使得每次脉冲采样不能正好处于整形放大器的峰值处，导致探测器的图像产生较严重的畸变。

针对现有技术中基于微通道板的楔条形阳极光子计数成像探测器的位置读出电路无法在速度与图像精准度之间统一或协调的问题，急需一种能够提高读出电路的速度，又不会让读出图像发生畸变的位置读出电路。

发明内容

针对现有技术中基于微通道板的楔条形阳极光子计数成像探测器的位置读出电路无法在速度与图像精准度之间统一或协调的问题，本发明实施例提供一种能够提高读出电路的速度，又不会让读出图像发生畸变的位置读出电路。该减小图像畸变的位置读出电路去掉了峰值保持器，从而减小了读出电路。