一种交叉条形阳极的32路前端电路板的制作方法

本发明涉及单光子探测技术领域，特别涉及一种交叉条形阳极的32路前端电路板。

背景技术：

微通道板技术的发展使得拥有高计数率、高空间分辨率的光子计数成像探测器成为了可能。光子计数成像探测器具有精确探测微弱信号的特性，已广泛运用于空间紫外探测领域。位敏阳极作为探测器的重要组成部分，用于捕捉从微通道板出射的电子云，对于成像起着关键性作用。常见的位敏阳极有楔条形(wsa)阳极、交叉延迟线(xdl)阳极、vernier阳极和交叉条形(xs)阳极。其中，交叉条形阳极采用电荷分割的工作，能够有效的提高探测器的计数率与空间分辨率。

一般位敏阳极的电极信号是通过同轴电缆引出并接入安装有放大器的电路板的，这样会令本身就很微弱的电极信号进一步耗损。而且，交叉条形阳极一共拥有64条电极，如果每条电极都设计一组电荷灵敏放大、整形放大电路的话，整块电路板就会显得过于臃肿，电缆的连接也会错综复杂。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种交叉条形阳极的32路前端电路板。所述交叉条形阳极的32路前端电路板包括：32路模拟信号输入模块、pasa(pre-amplifiershapingamplifier，即电荷灵敏前置放大-整形放大)芯片模块、驱动放大器模块、32路模拟差分信号输出模块以及电源模块；

所述32路模拟信号输入模块，用于接收电极信号，并将所述电极信号传输至所述pasa芯片模块；

所述pasa芯片模块，用于将所述32路模拟信号输入模块传输的电极信号进行放大、整形，并生成差分信号脉冲；

所述驱动放大器模块，用于提高电极信号的驱动能力；

所述32路模拟差分信号输出模块，用于输出32路模拟差分信号，方便与下一级电路板完成信号传递；

所述电源模块，用于将外部电源的输入电压转换成所述32路前端电路板的器件所需的稳定的电压，并对所述pasa芯片模块以及驱动放大器模块进行供电。

在一些实施例中，所述32路模拟信号输入模块包括一个32引脚的连接器，所述连接器可进行插拔。

在一些实施例中，所述差分信号脉冲的波形近似高斯波形。

在一些实施例中，所述驱动放大器模块包括8片4通道高速差分放大器芯片。

在一些实施例中，所述32路模拟差分信号输出模块包括：电路板边缘连接器以及fpc(flexibleprintedcircuit，柔性电路板)排线；

所述fpc排线的头部可以与所述电路板边缘连接器相连，以便将电极信号传输至下一级电路板。

在一些实施例中，所述电路板边缘连接器为一个具有80引脚的电路板边缘连接器。

在一些实施例中，所述电源模块的主体是稳压芯片。

在一些实施例中，所述电源模块还用于滤除外部电源的部分高频噪声。

在一些实施例中，所述pasa芯片模块包括：两片pasa芯片以及标准电压电路，所述标准电压电路为pasa芯片提供参考电压。

在一些实施例中，所述pasa芯片内部集成了16路电荷灵敏放大、整形放大电路。

本发明的技术效果：本发明公开的交叉条形阳极的32路前端电路板具有面积小、重量轻，方便直接插拔于阳极探测器背面的优点，并能通过减少电极信号所走过的路径以及差分信号的输出模式来增强信号的抗干扰能力。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的一种交叉条形阳极的32路前端电路板的原理框图；

图2是根据本发明一个实施例的一种交叉条形阳极的32路前端电路板的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

参考图1和图2所示，本发明实施例提供了一种交叉条形阳极的32路前端电路板100。所述交叉条形阳极的32路前端电路板100包括：32路模拟信号输入模块10、pasa芯片模块20、驱动放大器模块30、32路模拟差分信号输出模块40以及电源模块50；

所述32路模拟信号输入模块10，用于接收电极信号，并将所述电极信号传输至所述pasa芯片模块20；

所述pasa芯片模块20，用于将所述32路模拟信号输入模块10传输的电极信号进行放大、整形，并生成差分信号脉冲；

所述驱动放大器模块30，用于提高电极信号的驱动能力；

所述32路模拟差分信号输出模块40，用于输出32路模拟差分信号，方便与下一级电路板完成信号传递；

所述电源模块50，用于将外部电源的输入电压转换成所述32路前端电路板的器件所需的稳定的电压，并对所述pasa芯片模块20以及驱动放大器模块30进行供电。

在一些实施例中，所述32路模拟信号输入模块10包括一个32引脚的连接器，所述连接器可进行插拔在一些实施例中，所述的电路板能够直接在探测器背面进行插拔并接收32路电极信号。

在一些实施例中，所述差分信号脉冲的波形近似高斯波形。在一些实施例中，pasa芯片模块包含两片pasa芯片以及pasa芯片专用的标准电压电路，用于对32路模拟信号输入模块接收到的电极信号进行放大、整形，生成峰-峰值约2v、脉宽(fwhm-fullwidthathalfmaxima,半峰全宽)约210ns的近似高斯波形的差分信号脉冲。

在一些实施例中，所述驱动放大器模块30包括8片4通道高速差分放大器芯片。

在一些实施例中，所述32路模拟差分信号输出模块40包括：电路板边缘连接器以及fpc排线；

所述fpc排线的头部可以与所述电路板边缘连接器相连，以便将电极信号传输至下一级电路板。

在一些实施例中，所述电路板边缘连接器为一个具有80引脚的电路板边缘连接器。

在一些实施例中，所述电源模块50的主体是稳压芯片。电源模块50用于将外部电源的+5v输入电压转换成电路板上各器件所需的稳定的+3.3v电压，并能够滤除外部电源的部分高频噪声。

在一些实施例中，所述电源模块50还用于滤除外部电源的部分高频噪声。

在一些实施例中，所述pasa芯片模块20包括：两片pasa芯片以及标准电压电路，所述标准电压电路为pasa芯片提供参考电压。

在一些实施例中，所述pasa芯片内部集成了16路电荷灵敏放大、整形放大电路。

本发明的技术效果：本发明公开的交叉条形阳极的32路前端电路板具有面积小、重量轻，方便直接插拔于阳极探测器背面的优点，并通过减少电极信号所走过的路径以及差分信号的输出模式来增强信号的抗干扰能力。

本发明的交叉条形阳极专用32路前端电路板的输出信号为峰-峰值约2v、脉宽(fwhm)约210ns的近似高斯波形的差分信号脉冲，具有提高信号的抗干扰能力以及方便后续模数转换电路进行采样的优点。

下面结合具体实施例对本发明的具体方案作进一步详细的说明。

实施例1：

参考图2所示，本实施例提供的交叉条形阳极的32路前端电路板。本发明实施例所提供的电路板包括32路模拟信号输入模块、pasa芯片模块、驱动放大器模块、32路模拟差分信号输出模块和电源模块这五个模块。

其工作原理是：

紫外光子进入光子计数成像探测器后，最终会在探测器后方的交叉条形阳极各电极产生电极信号。电极信号通过32路前端电路板的32路模拟信号输入模块被电路板收集。32路模拟信号输入模块的主体是一款samtec公司的32引脚连接器，具体型号为tms-116-03-l-d-ra。通过这个连接器还可以实现电路板与探测器的直接插拔。

电路板所收集到的32路电极信号首先进入pasa芯片模块，此模块包含了两片alicetpcpasa芯片以及标准电压电路。一片pasa芯片内部集成了16路电荷灵敏放大、整形放大电路，它能够将输入的电极信号进行放大、整形，并输出峰-峰值约2v、脉宽(fwhm)约210ns的近似高斯波形的差分信号脉冲。标准电压电路为pasa芯片提供550mv的vrefp参考电压、1023mv的vcm和1500mv的vrefn三种参考电压。标准电压电路主要涉及一个1.2v的稳压二极管(lm4041-1v2)和一个4通道的放大器芯片(opa4364)。

驱动放大器模块将接收来自pasa芯片的输出信号，并提高信号的驱动能力。此模块包含了8片4通道的全差分放大器芯片，其型号为ths4524。ths4524芯片的带宽为145mhz，放大器连接电路的放大倍率为1，能够很好地实现对电极信号驱动能力的提高。

32路模拟差分信号输出模块包含了samtec公司的一款电路板边缘连接器，具体型号为mec6-140-02-l-d-ra1。另外，此模块还包含一条能够传输32路模拟差分信号的fpc排线。fpc排线的头部可以与电路板边缘连接器相连，以便将电极信号传输至下一级电路板。

电源模块的主体是一片稳压芯片，其型号为lt1764-3v3,。此模块能够将+5v的外部电源电压稳定在+3.3v，并为电路板各个芯片提供可靠的+3.3v的低噪声电源。

本发明的优点是电路板面积小、重量轻，方便直接在阳极探测器背面进行插拔；并且电路板的输出信号为峰-峰值约2v、脉宽(fwhm)约210ns的近似高斯波形的差分信号脉冲，有利于提高信号的抗干扰能力以及后续模数转换电路进行采样。

本领域内的技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。