【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及探测器，尤其涉及一种硅光电倍增器信号读出测试系统及测试方法。
技术介绍
1、硅光电倍增器(silicon photomultiplier，sipm)主要用于探测微弱的光信号，将探测到的光脉冲转换为电流脉冲，然后由读出电路接收这些电流脉冲，由相应的处理器对这些电流脉冲进行处理，得到被探测的光信号所包含的信息。由于小卫星对载荷重量、功耗的限制，很多搭载卫星的伽马射线探测器开始使用结构紧凑，低工作电压的sipm阵列探测器，而对sipm阵列探测器进行测试和筛选，对空间天文探测的技术应用具有重要意义。传统的sipm阵列探测器测试方法中，每个sipm单元单独输出一路信号，需要配置一路读出通道。然而，随着阵列中sipm单元数量越来越多，读出通道数量庞大，在具体工程应用中难以实现。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种硅光电倍增器信号读出测试系统及测试方法，用以解决传统硅光电倍增器信号读出的测试系统中需要根据sipm阵列中sipm单元的数量配置信号读出通道，在sipm单元数量较多时难以实现的缺陷。
2、本专利技术提供一种硅光电倍增器信号读出测试系统，包括：
3、硅光电倍增器阵列、led阵列、多个模拟开关、单片机、信号比较器以及放大器；
4、所述硅光电倍增器阵列中硅光电倍增器单元数量与所述led阵列中led数量对应；
5、所述模拟开关用于控制led阵列中每个led点亮或熄灭；
6、所述单片机用于按照led阵列中的led编号顺序
7、所述硅光电倍增器阵列中每个硅光电倍增器单元在接收到与其对应的led闪烁信号时，输出探测信号；
8、所述放大器用于放大所述硅光电倍增器阵列输出的探测信号；
9、所述信号比较器用于将放大后的探测信号与预设信号阈值进行比较；
10、所述单片机还用于接收所述信号比较器的输出电平信号，根据所述信号比较器的输出电平信号判定所述硅光电倍增器阵列中各个硅光电倍增器单元是否失效。
11、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，还包括：
12、方波生成模块和模数转换模块；
13、所述方波生成模块和所述模数转换模块分别与所述单片机连接；
14、所述方波生成模块用于根据所述单片机的控制信号生成多个幅值的脉冲方波；
15、所述模数转换模块用于将所述脉冲方波的电压值转换为模拟电压信号；
16、所述放大器还用于对所述模拟电压信号进行放大；
17、所述模数转换模块用于将放大后的模拟电压信号转换为实测电压值，并将所述实测电压值发送至所述单片机。
18、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，所述方波生成模块包括：
19、数模转换模块和模拟开关；
20、所述数模转换模块与单片机连接，用于根据单片机的控制信号产生电压信号；
21、所述模拟开关用于控制所述电压信号按预设脉冲间隔输出，以产生方波信号。
22、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，还包括：
23、计算机，所述单片机与所述计算机连接；
24、所述计算机用于根据所述实测电压值计算所述放大器的非线性度。
25、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，还包括：
26、示波器，所述示波器用于捕捉所述放大器放大后的探测信号波形。
27、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，所述单片机还用于：
28、控制每个模拟开关的通断状态切换预设持续时间，以使每个led产生预设持续时间的闪烁光；
29、所述信号比较器用于在预设持续时间窗内将所述放大器输出的放大探测信号与预设信号阈值进行比较，根据比较结果输出电平信号；
30、所述单片机还用于根据所述电平信号记录测试结果，并将测试结果保存至所述单片机内部的寄存器中。
31、本专利技术还提供一种硅光电倍增器信号读出测试方法，适用于上述任一项所述的硅光电倍增器信号读出测试系统，包括：
32、按照led阵列中的led编号顺序依次切换对应模拟开关的通断状态，以使对应led闪烁，所述模拟开关用于控制led阵列中每个led状态，所述led阵列中led数量与硅光电倍增器阵列中硅光电倍增器单元数量对应；
33、将硅光电倍增器阵列输出的探测信号经过放大后与预设信号阈值进行比较；
34、根据比较结果判定所述硅光电倍增器阵列中各个硅光电倍增器单元是否失效。
35、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，还包括：
36、生成多个幅值的脉冲方波；
37、将所方波的电压值转换为模拟信号；
38、通过放大器对所述模拟信号进行放大；
39、将放大后的模拟信号转换为实测电压值；
40、根据所述实测电压值计算所述放大器的非线性度。
41、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，所述根据所述实测电压值计算所述放大器的非线性度，包括：
42、根据多个实测电压值计算电压拟合值；
43、计算每个实测电压值与所述电压拟合值之间的差值，获取最大差值；
44、根据所述电压拟合值以及与所述最大差值计算所述放大器的非线性度；
45、
46、式中，δymax为最大差值；y为电压拟合值。
47、根据本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，还包括：
48、通过示波器捕捉放大器放大后的探测信号波形，以根据所述探测信号波形进行失效程度分析。
49、本专利技术提供的一种硅光电倍增器信号读出测试系统及测试方法，该硅光电倍增器信号读出测试系统包括硅光电倍增器阵列、led阵列、多个模拟开关、单片机、信号比较器以及放大器；硅光电倍增器阵列中硅光电倍增器单元数量与led阵列中led数量对应；模拟开关用于控制led阵列中每个led点亮或熄灭；单片机用于按照led阵列中的led编号顺序依次切换对应模拟开关的通断状态，以使对应led闪烁；硅光电倍增器阵列中每个硅光电倍增器单元在接收到与其对应的led闪烁信号时，输出探测信号；放大器用于放大硅光电倍增器阵列输出的探测信号；信号比较器用于将放大后的探测信号与预设信号阈值进行比较；单片机还用于接收信号比较器的输出电平信号，根据信号比较器的输出电平信号判定硅光电倍增器阵列中各个硅光电倍增器单元是否失效，本专利技术通过依次控制led闪烁，根据时序确定硅光电倍增器单元对应的信号读出通道，将信号读出系统简化为单通道，容易实现且节约成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，所述方波生成模块包括：
4.根据权利要求2所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，所述单片机还用于：
7.一种硅光电倍增器信号读出测试方法，适用于如权利要求1～6任一项所述的硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求8所述的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，其特征在于，所述根据所述实测电压值计算所述放大器的非线性度，包括：
10.根据权利要求7所述的一种硅光电倍增器信号读出测试方法，其特征在于，还包
...【技术特征摘要】
1.一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，所述方波生成模块包括：
4.根据权利要求2所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出测试系统，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的一种硅光电倍增器信号读出...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大力，李新乔，熊少林，安正华，孙希磊，文向阳，龚轲，刘雅清，杨生，刘晓静，彭文溪，乔锐，郭东亚，徐岩冰，高旻，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。