本发明专利技术公开了一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法，涉及高能粒子探测技术领域，包括依次连接的传感器、读取电路模块和存储器；传感器，用于接受入射光子或高能粒子的轰击，并同时触发对应的读取电路模块；读取电路模块，用于读取传感器得到的像素在此过程中产生的电流强度信号或电荷强度信号，并对电流强度信号或所述电荷强度信号进行预处理和编码后得到编码数据；存储器，用于将读取电路模块输出的编码数据进行保存。本发明专利技术实现了：每个像素对应一个独立的信号读取逻辑单元，实现独立像素读取；实现产生信号时刻、信号强度和像素位置的多信息采集；高集成、低功耗；大容量高存储以及存储模式选择性强。大容量高存储以及存储模式选择性强。大容量高存储以及存储模式选择性强。
【技术实现步骤摘要】
一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法
[0001]本专利技术涉及高能粒子探测
，尤其涉及一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法。
技术介绍
[0002]在高能物理实验、空间粒子探测、智能数字医疗等应用中存在着大量不同种类、能量幅值各异的粒子。早期的高能粒子来源于天然放射性元素如铀、镭等放出的高能射线。通过实验手段对高能量基本粒子进行的探测。从20世纪50年代开始，由于高能加速器技术的发展，被加速粒子的能量越来越高，因此，在不同的时期，“高能”的定义是不同的。在60年代，几吉电子伏就认为是属于高能范围。到了80年代，几十吉电子伏以上才够得上称为高能。为了着重叙述高能粒子的探测方法，这里把几吉电子伏能量的粒子认为是高能粒子。
[0003]在高能粒子物理散射实验中，仅仅有高能粒子还不够，还必须有先进的粒子探测器来收集信息。粒子探测器是利用粒子与物质的相互作用原理来产生信号的。带电粒子在物质中运动的主要能量损失是电离损失，通过测量单位路程的能量损失可以判别粒子的类型。
[0004]因此，提出一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法，有解决了上述技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，包括依次连接的传感器、读取电路模块和存储器；
[0008]所述传感器，用于接受入射光子或高能粒子的轰击，并同时触发对应的所述读取电路模块；
[0009]所述读取电路模块，用于读取所述传感器得到的像素在此过程中产生的电流强度信号或电荷强度信号，并对所述电流强度信号或所述电荷强度信号进行预处理和编码后得到编码数据；
[0010]所述存储器，用于将所述读取电路模块输出的所述编码数据进行保存。
[0011]上述的系统，可选的，所述传感器包括N个并列的像素单元，用于接受所述入射光子或所述高能粒子的轰击得到所述像素，同时触发所述读取电路模块，所述像素产生所述电流强度信号或所述电荷强度信号，其中，N≥1且N为整数。
[0012]上述的系统，可选的，所述读取电路模块包括与所述像素单元数量对应的信号读取逻辑单元、A/D转换单元、时钟单元、编码器和驱动电路；
[0013]所述信号读取逻辑单元，与所述像素单元对应连接，用于读取所述像素产生的所
述电流强度信号或所述电荷强度信号；
[0014]所述时钟单元，与所述信号读取逻辑单元的第一端口连接，用于记录所述入射光子或所述高能粒子到达所述传感器的时刻；
[0015]所述A/D转换单元，与所述信号读取逻辑单元的第二端口连接，用于将所述电流强度信号或所述电荷强度信号转换为数字信号；
[0016]所述编码器，与所述时钟单元和所述A/D转换单元均连接，用于依次将转换为数字信号的所述电流强度信号或转换为数字信号的所述电荷强度信号、所述入射光子或所述高能粒子到达所述传感器的时刻、像素位置进行编码，得到编码数据；
[0017]所述驱动电路，与所述编码器连接，用于将得到的所述编码数据发送至所述存储器进行保存。
[0018]上述的系统，可选的，所述读取电路模块采用标准扩展口，用于根据不同分辨率的所述传感器进行所述信号读取逻辑单元的增减。
[0019]上述的系统，可选的，所述存储器通过标准高速数据读取协议进行所述编码数据的存储。
[0020]上述的系统，可选的，所述存储器中所述编码数据的存储模式包括但不限于循环记录模式、序列存储模式。
[0021]一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测方法，应用于上述任一项的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，包括以下步骤：
[0022]S101入射光子或高能粒子轰击所述传感器，并立即触发对应的读取电路模块；
[0023]S201所述读取电路模块读取像素在此过程中产生的所述电流强度信号或所述电荷强度信号，并进行所述预处理和所述编码后得到所述编码数据；
[0024]S301所述存储器将所述读取电路模块输出的所述编码数据进行保存。
[0025]上述的方法，可选的，S101的具体内容为：所述入射光子或所述高能粒子轰击所述传感器的像素单元得到像素，同时触发所述读取电路模块，所述像素产生所述电流强度信号或所述电荷强度信号。
[0026]上述的方法，可选的，S201包括以下步骤：
[0027]S2011所述读取电路模块的信号读取逻辑单元读取所述像素在此过程中产生的所述电流强度信号或所述电荷强度信号；
[0028]S2012所述读取电路模块的A/D转换单元将所述电流强度信号或所述电荷强度信号转换为数字信号，并同时通过内部设置的时钟单元记录所述入射光子或所述高能粒子到达所述传感器的时刻；
[0029]S2013所述读取电路模块的编码器依次将强度数据信号、粒子到达时刻、像素位置进行编码，得到编码数据；
[0030]S2014所述读取电路模块的驱动电路将所述编码数据发送给存储器。
[0031]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统及方法：1)每个像素对应一个独立的信号读取逻辑单元，实现独立像素读取；2)实现产生信号时刻、信号强度和像素位置的多信息采集；3)高集成、低功耗；4)大容量高存储以及存储模式选择性强。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术提供的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统结构框图；
[0034]图2为本专利技术提供的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统具体组成结构框图；
[0035]图3为本专利技术提供的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测方法流程图；
[0036]图4为本专利技术提供的S201的具体步骤。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]参照图1所示，本专利技术公开了一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，包括依次连接的传感器、读取电路模块和存储器；
[0039]传感器，用于接受入射光子或高能粒子的轰击，并同时触发对应的读取电路模块；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，其特征在于，包括依次连接的传感器、读取电路模块和存储器；所述传感器，用于接受入射光子或高能粒子的轰击，并同时触发对应的所述读取电路模块；所述读取电路模块，用于读取所述传感器得到的像素在此过程中产生的电流强度信号或电荷强度信号，并对所述电流强度信号或所述电荷强度信号进行预处理和编码后得到编码数据；所述存储器，用于将所述读取电路模块输出的所述编码数据进行保存。2.根据权利要求1所述的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，其特征在于，所述传感器包括N个并列的像素单元，用于接受所述入射光子或所述高能粒子的轰击得到所述像素，同时触发所述读取电路模块，所述像素产生所述电流强度信号或所述电荷强度信号，其中，N≥1且N为整数。3.根据权利要求2所述的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，其特征在于，所述读取电路模块包括与所述像素单元数量对应的信号读取逻辑单元、A/D转换单元、时钟单元、编码器和驱动电路；所述信号读取逻辑单元，与所述像素单元对应连接，用于读取所述像素产生的所述电流强度信号或所述电荷强度信号；所述时钟单元，与所述信号读取逻辑单元的第一端口连接，用于记录所述入射光子或所述高能粒子到达所述传感器的时刻；所述A/D转换单元，与所述信号读取逻辑单元的第二端口连接，用于将所述电流强度信号或所述电荷强度信号转换为数字信号；所述编码器，与所述时钟单元和所述A/D转换单元均连接，用于依次将转换为数字信号的所述电流强度信号或转换为数字信号的所述电荷强度信号、所述入射光子或所述高能粒子到达所述传感器的时刻、像素位置进行编码，得到编码数据；所述驱动电路，与所述编码器连接，用于将得到的所述编码数据发送至所述存储器进行保存。4.根据权利要求3所述的一种独立像素单独读取及存储的高能粒子探测系统，其特征在于，所述读取电路模块采用标准扩展口，用...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩效锋，扈嘉辉，杨建华，王纪超，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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