【技术实现步骤摘要】
一种空间带电粒子入射位置及能量探测器和探测方法
本专利技术涉及空间飞行器及其载荷、空间环境效应研究领域，具体而言涉及一种空间带电粒子入射位置及能量级探测器和探测方法。
技术介绍
FPGA、DSP、SOC等大规模集成电路以其高性能、资源丰富、可重构等优势在卫星等航天器上得到广泛应用，而这些大规模集成电路或系统易受到单粒子翻转效应(以下内容中简称SEU)影响。当前判定是否发生了SEU的方法仅限于根据在轨逻辑状态改变之后，采用断电重启、刷新、部分重构等措施，观察是否恢复，如果恢复就判断该逻辑状态的改变是由SEU导致的。然而类似逻辑状态的改变这种异常是否由高能带电粒子引发，以及SEU发生位置信息的研究较少。这可能导致电路或系统修复措施使用不够精准，影响航天器在轨效能的稳定实现，甚至会危及航天器的在轨安全。为此有必要开展航天器在轨SEU甄别及定位技术研究，甄别在轨SEU导致的故障，获取在轨SEU发生的位置信息，为及时准确地采取应对措施提供技术支撑。在常见的空间SEU效应研究中，探测器一般放在被测FPGA旁边，通过探测器探测到的...
【技术保护点】
1.一种空间带电粒子入射位置及能量的探测器，其特征在于，所述探测器包括位置探测单元阵列和后端电路分析处理模块；/n所述位置探测单元阵列在Y方向和X方向上有若干独立的电荷输出通道，每个电荷输出通道用于在空间带电粒子入射后，在入射位置点的Y方向和X方向上输出不同的电流信号；/n所述后端电路分析处理模块，用于对若干电荷输出通道输出的电流信号进行采集，将采集到的电流信号转化为差分电压信号，并将此差分电压信号转换为单端信号进行采集，从而得到带电粒子入射位置和能量。/n
【技术特征摘要】
1.一种空间带电粒子入射位置及能量的探测器，其特征在于，所述探测器包括位置探测单元阵列和后端电路分析处理模块；
所述位置探测单元阵列在Y方向和X方向上有若干独立的电荷输出通道，每个电荷输出通道用于在空间带电粒子入射后，在入射位置点的Y方向和X方向上输出不同的电流信号；
所述后端电路分析处理模块，用于对若干电荷输出通道输出的电流信号进行采集，将采集到的电流信号转化为差分电压信号，并将此差分电压信号转换为单端信号进行采集，从而得到带电粒子入射位置和能量。
2.根据权利要求1所述的空间带电粒子入射位置及能量探测器，其特征在于，所述位置探测单元阵列包括：第一硅微条传感器和第二硅微条传感器，所述第一硅微条传感器和第二硅微条传感器分别包括若干个微条探测单元。
3.根据权利要求2所述的空间带电粒子入射位置及能量探测器，其特征在于，所述微条探测单元包括一个独立的电荷输出通道，用于输出电荷脉冲。
4.根据权利要求3所述的空间带电粒子入射位置及能量探测器，其特征在于，所述第一硅微条传感器的微条探测单元数量为6，所述第二硅微条传感器与所述第一硅微条传感器的微条探测单元数量相同；构成一个6x6的位置探测单元阵列，每个位置探测单元尺寸为2mmx2mm。
5.根据权利要求4所述的空间带电粒子入射位置及能量探测器，其特征在于，所述第一硅微条传感器和第二硅微条传感器采用上下横纵交叉的方式组合；第一硅微条传感器和第二硅微条传感器上下紧密贴合，其中第一硅微条传感器在第二硅微条传感器的上面，用于实现Y方向定位，第二硅微条传感器紧贴被测芯片(7)，用于实现X方向定位；当带电粒子穿过上下两片硅微条传感器时，在任何一个传感器上，只有粒子穿过的位置探测单元有信号输出。
6.根据权利要求5所述的空间带电粒子入射位置及能量探测器，其特征在于，所述后端电路分析处理模块包括电荷测量单元、模数转换单元和数据处理单元；
所述电荷测量单元，包括专用电荷测量芯片，所述专用电荷测量芯片用于逐一将每个微条探测单元输出的电荷脉冲信号读出，再按照顺序逐一输出至模数转换单元；
带电粒子穿过的微条探测单元输出的电荷脉冲信号值有变化，其余微条探测单元输出电荷脉冲信号输出为0；
所述模数转换单元，包括模数转换器ADC，用于逐一完成12路探测信号的模数转换，然后将探测数据依序输出；
所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，孙越强，白超平，张申毅，张斌全，沈国红，朱光武，陈睿，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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