【技术实现步骤摘要】
一种应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统及方法
[0001]本专利技术涉及同步辐射核电子学领域，更具体地涉及一种应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统及方法。
技术介绍
[0002]同步辐射装置从第一代发展到第二代、第三代，光子通量提高了几个数量级，探测器水平必须同步发展，才能充分发挥先进光源为实验研究提供的巨大潜力。
[0003]近年来，随着科学技术的不断发展，半导体探测器在同步辐射中的应用越来越广泛。半导体探测器具有很高的能量分辨率和极低的检测极限(最低可达几个ppm)，成为同步辐射装置中谱学线站测量低浓度样品的标准配备，是用户开展高水平实验的重要设备基础。
[0004]目前半导体探测器的电子学系统的相关研究都是基于前放输出的直流(RC)式信号类型进行研究，这类设备应用于X光机源等计数率不高的情况。然而，同步辐射装置的信号源具有特殊性，信号的能量密度和强度远远超过X光机，因此会导致普通半导体探测器的电子学系统无法在短时间内实时处理大量的数据，造成系统的死时间过大、实验数据信噪比下降、实验图谱质量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统，其特征在于，包括依次连接的模拟前端、ADC数字采样模块、FPGA算法处理模块、控制单元、通讯接口以及具有能谱分析模块的上位机，且所述模拟前端与所述控制单元连接；其中，所述上位机设置为所述能谱分析模块预设参数，并将预设的参数通过所述通讯接口传输至所述控制单元；所述控制单元设置为根据所述预设的参数生成第一控制指令和第二控制指令，并将所述第一控制指令传输至所述模拟前端，所述第二控制指令传输至所述FPGA算法处理模块；所述模拟前端设置为接收半导体探测器前置放大器输出的初始模拟信号，并根据所述第一控制信号对所述初始模拟信号进行预处理，得到预处理后的模拟信号；所述ADC数字采样模块设置为接收所述预处理后的模拟信号，将所述预处理后的模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号；所述FPGA算法处理模块设置为接收所述数字信号，并根据所述第二控制指令对所述数字信号进行分析处理，提取单个信号的幅值，获取具有相同光子能量信息的统计数据；所述控制单元还设置为判断单个信号的幅值是否在预设范围内，若是，则将具有相同光子能量信息的统计数据通过所述通讯接口传输至所述上位机；若否，则生成一反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述模拟前端，更新预处理后的模拟信号，并将更新的预处理后的模拟信号重新传输至所述ADC数字采样模块；所述上位机还设置为接收具有相同光子能量信息的统计数据，所述能谱分析模块对所述统计数据分析处理后，在所述上位机进行能谱图显示。2.根据权利要求1所述的应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统，其特征在于，所述模拟前端包括依次连接的信号耦合和阻抗匹配电路、减法电路、增益模块以及低通滤波电路，所述减法电路还与滤波器、范围DAC模块依次连接，所述增益模块还通过乘法器与增益DAC模块连接。3.根据权利要求2所述的应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统，其特征在于，所述信号耦合和阻抗匹配电路设置为接收所述初始模拟信号，以使初始模拟信号中的交流分量被隔离，并保持直流分量无损，得到直流模拟信号；所述减法电路设置为接收所述直流模拟信号以及所述第一控制指令中的经幅度调整和平滑滤波后的大阶梯波，以将直流模拟信号分割为若干段模拟信号；所述增益模块设置为接收所述若干段模拟信号，将信号幅值放大若干倍，得到放大后的模拟信号；所述低通滤波电路设置为接收所述放大后的模拟信号，滤除噪声，得到预处理后的模拟信号。4.根据权利要求2所述的应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统，其特征在于，所述增益DAC模块设置为接收所述控制单元产生的反馈信号，调节增益参数，并将调节后的增益参数传输至所述乘法器。5.一种应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析方法，其特征在于，包括：步骤S1，提供如权利要求1
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4所述的应用于同步辐射领域的半导体探测器的分析系统；步骤S2，上位机将能谱分析模块中预设的参数通过通讯接口传输至控制单元，所述控制单元生成第一控制指令和第二控制指令，所述第一控制指令传输至模拟前端，所述第二
控制指令传输至FPGA算法处理模块；步...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾颂琦，姜政，王宇，黄宇营，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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