emccd用于x射线低能段信号采集系统的研制

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1、分类号密级公犴编号碩士研究嗲僳儉夂题目用于射线低能段信号采集系统的研制学院（所、中心）物理科学技术学院专业名称物理电子学研究生姓名付艳红学号导师姓名戴宏职称教授导师姓名陈职称研究员年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他

2、复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研究生签名她」导师签名：期：摘要摘要电子倍增型电荷耦合器件（是一种带高压倍增电极的微光探测器件。与传统相比，具有更高的灵敏度和更低的噪声，已被越来越多地应用于微光信号的检测及采集领域。本文基于硬射线调制望远镜的国家重大课题，对用于低能射线的信号釆集系统进行了研制，得到了如下结果。

3、采用新型微光探测器探测微弱信号，提高了探测的灵敏度。与传统的探测器相比，对空间射线中的低能段部分有更好的能量分辨率，因此可以探测能量更低的射线。设计编写了信号采集系统软件程序，该程序基于的平台开发，使用硬件描述语言编写程序产生了符合要求的驱动时序，实现了对的驱动控制。设计制作了信号采集系统的硬件电路，在对系统需求进行充分调研的基础上，完成了电路的仿真设计、元器件的选型和印刷电路板的制作。电路的主要特点是：（采用作为接口芯片，保证数据高效准确的传输。（用分立器件搭建了倍增极驱动电路，成功地将驱动电平转换至系统要求值。通过对

4、系统的软件仿真及下载测试，以及对系统的硬件分立模块测试。运用带宽示波器和软件处理分析了相应的数据。结果表明，该信号采集系统的空间分辨率优于原来的系统，成像更清晰。关键词：；；时序驱动；信号采集；数据传输AbstractAbstractElectronmultiplyingchargecoupleddevice(EMCCD)isaglimmerCCDdetectingdevicewiththehigh-voltagemultiplierelectrode.ComparedwiththeconventionalCCD,bec

5、auseofhighersensitivityandlowernoise，，目录目录艘录⋯馳研究背景研宄现状论文内容及架构第二章探测器探测器结构及原理探测器基本原理的工作过程的主要特性参数探测器噪声分析暗电流噪声时钟感生电荷光子散粒噪声噪声因子读出噪声型探测器第三章信号采集系统硬件设计系统总体方案及特点系统关键技术分析系统开发平台与开发工具模块模数转换模块驱动模块云南大学硕士学位论文倍增极驱动模块设计常规驱动模块数据传输模块电源模块第四章信号采集系统软件设计时序逻辑产生模块数据打包模块存储器模块数字时钟管理模块数据传输模

6、块第五章信号釆集系统测试时序逻辑验证功能和线性度验证高压测试数据传输模块验证常温成像实验第六章总结与展望隱参考文献致谢第一章绪论第一章绪论研究背景射线天文学是以天体的射线福射为主要研究对象的天文学分支。针对观测对象射线的能量不同有着不同的分类和相应的命名：能量在以下的射线称为软射线，能量高于的射线称为硬射线。由于射线属于电磁波谱的高能端，射线天文学与伽玛射线天文学同称为高能天体物理学。宇宙中辖射射线的天体包括射线双星、伽玛射线暴、脉冲星、活动星系核、太阳活动区、超新星遗迹，以及星系团周围的高温气体等。由于地球大气层对射线

7、是不透明的，只能在高空或者大气层以外观测天体的射线福射，因此空间天文卫星是射线天文学的主要工具。目前软射线和伽玛射线波段的观测已取得了丰硕的成果，推动该波段天文学的发展。但在硬射线波段，因成像困难、空间分辨率限制，硬射线波段天文学发展缓慢。对于研宄天体极端条件下的高能过程，光子能量高于的硬射线是重要的窗口。例如，黑洞吸引周围物质形成吸积盘，其最后一个稳定轨道内边缘的温度达到数百万上千万度，发射强烈的软射线。而从吸积盘边缘到黑洞视界的高温等离子体温度高达数十亿度，这个区域主要发射比软射线能量更高的硬射线。所以，硬射线是研究

8、邻近黑洞强引力场区域时间、空间和物质性质的关键波段，而且很多巨型黑洞被尘埃包围，软射线无法穿透，只能用硬射线探测器去发现它们。目前为止地球的近地轨道上有几十颗天文卫星在运转，不断的探索着天文上的奥秘，但是这些近卫星半数以上都被发达国家拥有。作为目前世界上实力最雄厚的发展中国家，尽管目前在天文领域已经取得了显著的成绩，