Speaker
静奎 贺
(中山大学中法核工程与技术学院)
Description
硅漂移探测器（SDD）数字脉冲处理器（DPP）通常采用CR微分电路从复位型电荷灵敏前置放大器中提取脉冲信号。本文的仿真与实测表明，电容的非理想特性会导致信号在梯形成形后出现拖尾，加剧梯形基线漂移与波动，导致高计数率下能量分辨率恶化。针对这一问题，本文研制了一种基于时变基线扣除技术的DPP。该技术利用数模转换器（DAC）动态跟踪电荷灵敏前置放大器的输出，结合减法器电路实现对入射粒子脉冲信号的提取，从根源上消除耦合电容引入的失真，使DPP在高计数率下保持良好的分辨率。本文详细阐述该DPP的硬件设计与关键算法，并将其与CR微分法、XIA公司的斜坡扣除专利技术、以及直接采样法进行对比。实验结果表明，本文所研制的DPP具有优异的分辨率稳定性：在-45°C工作温度下，输入计数率（ICR）在10-500 kcps范围内，对5.89 keV X射线的分辨率始终保持在126.7±0.3 eV（达峰时间1 μs），而CR微分方案的分辨率随ICR增加从124.3 eV显著恶化至132.8 eV。实时基线直方图对比进一步表明，高计数率下CR微分方案基线显著展宽，而时变基线扣除方案基线始终保持准高斯分布。本文研制了一种在高计数率下具有稳定能量分辨率的数字脉冲处理器，可用于采用复位型电荷前放的半导体探测器，为同步辐射、高通量XRF等应用提供有力的技术支撑。
