光电倍增管信号读出的前端电路设计与测试

发布时间：2016-12-22 04:34

  本文关键词：光电倍增管信号读出的前端电路设计与测试，，由笔耕文化传播整理发布。

《北京林业大学》 2012年

光电倍增管信号读出的前端电路设计与测试

刘宗民  

【摘要】：正电子发射层析成像(PET, Positron Emission Tomography)技术是能提供生物体器官信息的核医学成像技术之一,其原理就是对正电子放射性核素引起的体内正负电子湮没辐射进行符合测量,并通过影像重建技术得到影像体的影像结果。本文选取日本滨松公司生产的256通道的位置灵敏平板型多阳极光电倍增管H9500作为探测单元的研究核心,在期望提高探测器空间分辨率的同时产生了一个严峻的新问题：对应多阳极的输出信号通道急剧增加!借鉴研究较早且通道数较少的H8500的信号简化读出办法,国内外许多学者、研究人员对H9500的信号简化读出进行了尝试。本课题基于此背景,在设计、制作了光电倍增管信号读出的电荷分配电路(DPC网络、矩阵网络),对其性能进行充分仿真、分析后,决定在电荷分配电路前端增设一个专用电荷灵敏前置放大-成形器(CSP-Shaper)。它的电荷灵敏放大部分将H9500的输出弱电流信号转换为电压信号,成形部分采用有微弱放大倍数的有源CR-RC电路。实验结果表明,本文设计的前放-成形器可以对22～65pC的输入电荷量进行有效转换,输出电压范围为200mV～3.87V；输入-输出线性度为0.994；信噪比49.3dB；输出信号上升时间约40ns,下降时间在2μs左右。光电倍增管的输出信号经过放大-成形器后,便可驱动后续电荷分配电路正常工作,从而达到信号简化读出、进而大大改善PET系统读出电子学复杂度。H9500专用电荷灵敏前置放大-成形器的成功设计,结合已设计制作的电荷分配电路,会极大地简化将来基于H9500开发的PET系统的电子学处理电路,是高性能PET推广的重要基础。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R197.39
【目录】：

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1 陈小涛;船舶生活污水大肠杆菌快速检测系统研究[D];大连海事大学;2013年

【参考文献】

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1 任国浩,王绍华;核医学成像技术对无机闪烁材料的需求[J];材料导报;2002年07期

2 陈惟昌，马步成;正电子CT(PET)与21世纪生命科学[J];CT理论与应用研究;1996年01期

3 张焕雄;;光电倍增管在放射性物探中的应用概述[J];资源环境与工程;2007年05期

4 王玉,张永明,李澄,吴瑞生,陈宏芳,汪晓莲;用于GaAs半导体探测器的电荷灵敏前置放大器的设计[J];核电子学与探测技术;2000年02期

5 苏弘,周波,李小刚,马晓莉;一种低噪声快电荷灵敏前置放大器的研制[J];核电子学与探测技术;2003年02期

6 耿波,方方,张国华,郑奕挺;两种用于氡气测量装置的电荷灵敏前置放大器的研制[J];核电子学与探测技术;2005年06期

7 汪婧;陈伯显;庄人遴;;无机闪烁探测器综述[J];核电子学与探测技术;2006年06期

8 陈波;刘松秋;薛志华;赵捷;;低噪声电荷灵敏前置放大器的噪声分析[J];核电子学与探测技术;2008年03期

9 吕继方;曾云;王铮;魏微;陆卫国;罗江平;席仙梅;孙芸华;;四通道低噪声GEM探测器前端读出ASIC设计[J];核电子学与探测技术;2009年02期

10 罗江平;颜永红;王铮;吕继方;魏微;席仙梅;;基于MAPMT的PET探测器前端IC设计[J];核电子学与探测技术;2009年02期

【共引文献】

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1 杨盛波;唐宁;覃贤芳;;一种用于RFID标签芯片LDO稳压源的设计[J];安防科技;2008年12期

2 周明;;开关电源控制器在汽车电子产品中的应用及研究[J];安徽科技;2008年03期

3 刘学公;程义壮;洪波;何瑞启;;~(90)Sr-β敷贴治疗儿童皮肤毛细血管瘤[J];安徽医学;2009年07期

4 何晓燕;王庆春;;CMOS反相器电压传输特性的分析和仿真[J];安康师专学报;2006年02期

5 段天睿;滕照宇;姚勇;李兴红;黄明炳;;柔性线路板串扰PSpice仿真分析及应用[J];安全与电磁兼容;2009年05期

6 滕照宇;黎明柱;宋崇希;张昀;白维;周显光;;硬盘微带线路串扰问题的研究[J];安全与电磁兼容;2012年01期

7 刘恒超;李卫鹏;申勇;胡永全;王明明;;~(131)I治疗甲状腺功能亢进症合并肝功能损害71例疗效观察[J];蚌埠医学院学报;2010年06期

8 何静;邵小红;程义壮;刘学公;洪波;;健康教育在~(131)Ⅰ治疗分化型甲状腺癌住院患者中的应用[J];蚌埠医学院学报;2011年01期

9 祝晓笑;刘昌举;蒋永富;;格雷码在焦平面CMOS读出电路中的应用[J];半导体光电;2009年04期

10 黄松垒;张伟;黄张成;方家熊;;基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究[J];半导体光电;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张少华;周德俭;;若干因素下的高速互连线间的串扰规律研究[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年

2 聂开放;邢玉川;李梅;;基于LabVIEW连续放射性测量仪的设计[A];第一届全国虚拟仪器设计大赛论文集[C];2011年

3 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

4 杨栋;赵毅强;廖俊;;线列红外探测器读出电路的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

5 黄松垒;张伟;黄张成;方家熊;;基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

6 王欢;王志功;乔庐峰;徐勇;刘永旺;牛晓康;杨思勇;徐健;;155-Mb/s0.5μm CMOS激光驱动器[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年

7 孙志新;李开航;;一种运用于ADC中的两倍增益采样保持电路[A];2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C];2011年

8 陈锡辉;谢小希;高翠山;闵建;聂振东;张银鸿;何奇文;谢一冈;;基于Labview的BESⅢ Slow Control高压系统的设计与实现[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（上册）[C];2006年

9 李小刚;苏弘;千奕;董成富;马晓莉;;一种分立元件的RF宽带放大电路研制[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（上册）[C];2006年

10 董成富;苏弘;马晓莉;李小刚;;专用多路电荷灵敏前置放大器的研制[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（上册）[C];2006年

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1 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

2 杨贺润;Micromegas探测器的性能研究[D];兰州大学;2010年

3 王忆;高性能低压差线性稳压器研究与设计[D];浙江大学;2010年

4 杨祚璋;经皮椎体成形术联合~（125）I粒子植入治疗脊柱转移瘤的实验与临床研究[D];昆明医学院;2011年

5 张飞;高分辨太阳软X射线谱仪电子学[D];中国科学技术大学;2011年

6 郝新军;LHAASO水切伦科夫探测器原型阵列读出电子学研究[D];中国科学技术大学;2011年

7 曹喆;西藏羊八井LHAASO实验水切伦科夫探测器阵列分布式电子学方案研究[D];中国科学技术大学;2011年

8 封常青;空间暗物质探测卫星量能器读出电子学方法研究[D];中国科学技术大学;2011年

9 战志超;在ATLAS实验数据中寻找超对称粒子和电子的判选[D];山东大学;2011年

10 沈扬;新型X射线探测设备的探索性研究[D];复旦大学;2011年

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1 徐航;基于S3C44BOX的工业用煤成份分析仪研究[D];郑州大学;2010年

2 徐品;基于丝室结构X射线探测器的研究[D];郑州大学;2010年

3 牛灵欣;基于γ射线的工业用煤定量分析[D];郑州大学;2010年

4 祁德桂;EPIRB板级设计及信号完整性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 王忠宝;无源RFID温度传感芯片模拟前端设计[D];辽宁工程技术大学;2010年

6 赵东旭;气体中子探测器数据获取与分析软件研制[D];长沙理工大学;2010年

7 白鸽;~(137)Csγ射线CT技术测量Rushton气液搅拌釜气含率的研究[D];湘潭大学;2010年

8 居大鹏;大功率LED驱动器的研究与设计[D];苏州大学;2010年

9 姚海珍;笔记本电脑中高速信号完整性分析与应用改进[D];苏州大学;2010年

10 张佳瑢;SrHfO_3：Ce闪烁陶瓷材料的制备及性能[D];沈阳理工大学;2010年

【同被引文献】

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1 张先超;徐建平;周福来;;船舶生活污水处理工艺研究[J];安徽工程大学学报;2011年03期

2 严冬;;污水处理中紫外消毒效果的研究[J];环境科学与管理;2010年11期

3 郑金明;;船舶生活污水处理与港口国监督检查[J];大连海事大学学报;2010年S1期

4 郑宏军,黎昕,曹银杰,王伯运;微弱电流信号检测原理与应用实例[J];电视技术;2002年09期

5 郑群生;张理兵;毛建智;陈龙;;基于光电倍增管的弱光检测电路设计[J];电子世界;2012年03期

6 徐春秀;蔡龙飞;;用于微流控液滴检测的共焦激光诱导荧光检测系统[J];光谱实验室;2011年03期

7 马颖,龙腾锐,方振东;PCR技术检测饮用水中大肠杆菌[J];中国给水排水;2004年09期

8 李建军;姜广辉;邢喆;余鹏飞;刘晓龙;;船舶生活污水处理技术研究现状及发展趋势[J];轻工科技;2012年01期

9 伍刚;王文中;;2300客位/2500m车道客滚船生活污水收集系统设计[J];船舶设计通讯;2012年01期

10 孟峥嵘;王春明;;船舶生活污水处理技术现状及发展趋势[J];交通企业管理;2011年12期

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1 李钢;基于微流控芯片激光诱导荧光检测系统的研究与应用[D];华东师范大学;2010年

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1 闫行;微弱电流信号检测系统的设计[D];中北大学;2011年

2 王卫勋;微电流检测方法的研究[D];西安理工大学;2007年

3 佘乾顺;微弱电流检测系统的设计与实现[D];西北师范大学;2009年

4 牟永鹏;荧光检测器信号检测系统设计及杂散光研究[D];上海交通大学;2010年

5 黄文;船舶生活污水快速检测方法基础研究[D];大连海事大学;2012年

6 刘云亮;基于共聚焦原理的激光诱导荧光检测器[D];大连理工大学;2012年

7 李伟鹏;我国防治船舶污染海洋环境法律问题研究[D];东北林业大学;2012年

【二级参考文献】

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1 王荣福;肿瘤核素显像的临床应用研究[J];北京医学;2004年05期

2 李文宏,张海清,章倩苓;一种高可靠电流灵敏放大器设计[J];固体电子学研究与进展;2003年04期

3 侯敏;癫痫的PET受体显像[J];国外医学(放射医学核医学分册);2003年04期

4 刘华锋,鲍超,渡边光男,山下贵司;PET用新型深度编码探测器设计[J];光子学报;2000年06期

5 吴炳麟,艾建京;用于Ge(Li)探测器的低噪声电荷灵敏放大器[J];核电子学与探测技术;1986年02期

6 王玉,张永明,李澄,吴瑞生,陈宏芳,汪晓莲;用于GaAs半导体探测器的电荷灵敏前置放大器的设计[J];核电子学与探测技术;2000年02期

7 郑健,杨自觉,王立强;一种新型的电流灵敏前置放大器[J];核电子学与探测技术;2002年02期

8 苏弘,周波,李小刚,马晓莉;一种低噪声快电荷灵敏前置放大器的研制[J];核电子学与探测技术;2003年02期

9 邓智,程建平,刘以农,康克军;低噪声CMOS电荷灵敏前放的ASIC设计[J];核电子学与探测技术;2005年06期

10 甄力莳,李洪斌,杨光,苗颖;PET对经脉循行线研究初试[J];核电子学与探测技术;1997年03期

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1 ;Polamat-s型光电自动旅光计工作原理和一般调修[J];中国甜菜糖业;1976年05期

2 吴学周;J.B.Adam;R.Vatin;;液体闪烁符合法绝对测量~(14)C核素的活度[J];计量学报;1981年03期

3 王少阶;用GDB-49型光电倍增管组装正电子寿命谱仪探头[J];核技术;1985年08期

4 陈廷杨，徐其高，高景华，徐江涛，艾克聪，高耀龙，张永丰，汪金祥;微通道板光电倍增管在高能物理实验中的应用前景[J];核电子学与探测技术;1994年05期

5 刘连峰,蒋月娟;测色仪中光电倍增管的电源设计[J];光学仪器;2001年04期

6 房鸿;自然伽玛测井仪光电倍增管工作点的确定方法[J];真空;2003年06期

7 邓廷泉;喻晓;蔡志权;;能谱探测系统中PMT高压源[J];电子测量技术;2005年04期

8 陈志刚;高农;;激光诱导荧光光谱在木材检测中的应用[J];交通科技与经济;2007年05期

9 梁家鎏,朱文娟,金佑国;原子吸收仪器的测量噪声与精密度[J];光谱学与光谱分析;1982年Z1期

10 郑金美;吴沦海;;JPS-804型激光测尘仪[J];分析仪器;1982年03期

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1 钱森;付在伟;宁哲;王贻芳;衡月昆;祁鸣;;高时间分辨T0用PMT性能测试研究[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年

2 张松寿;;光电倍增管在辐照下的稳定性研究[A];第9届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];1998年

3 杨国栋;周荣楣;;光电倍增管的现状与抉择[A];江苏省真空学会第十一届学术交流会论文集[C];2007年

4 仰叶;朱魁章;杜文飞;刘婷;;一种光电倍增管冷却系统的设计[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年

5 孟丹;邓长明;程昶;任熠;宋称心;刘芸;王志刚;;两种大面积塑料闪烁探测器的性能对比及工艺设计[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（1）[C];2008年

6 闫艳霞;冯伟;高建伟;张中华;刘海生;张大勇;;连铸机铯源接受器的改造[A];2009年河北省冶金学会炼钢—连铸技术与学术年会论文集[C];2009年

7 祁辉荣;王金川;肖国青;郭忠言;詹文龙;徐治国;武丽杰;丁先利;高辉;徐瑚珊;李加兴;孙志宇;胡正国;毛瑞士;李琛;陈立新;赵铁成;;64路多阳极光电倍增管信号简化处理的研究[A];第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2004年

8 李道武;章志明;王宝义;马创新;魏龙;张天保;白立新;;光电倍增管打拿极信号定时性能的研究[A];第九届全国正电子谱学会议论文集[C];2005年

9 全建银;周荣楣;;金属陶瓷封装耐振型光电倍增管的研制[A];第九届真空技术应用学术年会论文集[C];2006年

10 孟丹;邓长明;程昶;任熠;宋称心;刘芸;;大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（上册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 李冰;[N];海南日报;2011年

2 ;[N];中国计算机报;2003年

3 巫师;[N];中国计算机报;2002年

4 互联;[N];光明日报;2000年

5 西安 黄兵;[N];电脑报;2001年

6 郭慧;[N];农村医药报（汉）;2006年

7 李大庆;[N];科技日报;2007年

8 ;[N];电脑报;2003年

9 ;[N];中国计算机报;2001年

10 安徽 金良磊;[N];电脑报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈明君;中微子水基契伦可夫量能器的研究[D];中国科学技术大学;2006年

2 赵力;塑料闪烁体型飞行时间计数器的研究[D];中国科学技术大学;2006年

3 刘凤军;新生儿苯丙酮尿症（PKU）荧光筛查系统的研究[D];天津大学;2005年

4 吴青林;高速电子学及其在量子信息技术中的应用[D];中国科学技术大学;2008年

5 单卿;BEPCII亮度监测器高能重离子碰撞中DiOmega产额上限的研究[D];中国科学技术大学;2007年

6 安少辉;高时间分辨TOF探测技术的研究[D];中国科学技术大学;2007年

7 孙熙杉;小动物单光子发射断层成像系统的研制[D];清华大学;2008年

8 汪金刚;高压设备放电紫外检测技术及其应用研究[D];重庆大学;2008年

9 周志恒;多通道氢化物发生—原子荧光光谱仪的研制[D];吉林大学;2006年

10 张岳华;大阵列nToF谱仪中时间测量和控制系统原型的研制[D];中国科学技术大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘宗民;光电倍增管信号读出的前端电路设计与测试[D];北京林业大学;2012年

2 陈利红;光电倍增管位置响应的标定和μ子探测器的模拟[D];河北师范大学;2011年

3 余迎庆;小型电离层光度计的光电倍增管高能粒子屏蔽防护研究[D];重庆师范大学;2011年

4 鲁向;核医学仪器的质量控制及图像校正[D];郑州大学;2005年

5 徐晔;基于ATP生物化学发光法微生物含量检测仪[D];华东师范大学;2007年

6 刘宇;无线光通信接收系统的研制[D];重庆大学;2007年

7 尹士玉;水基契伦可夫探测器的性能测试和对空气簇射芯阵列探测器的检验[D];山东大学;2008年

8 丁元锋;褪黑素光谱特性测试系统设计及相关实验研究[D];华中科技大学;2007年

9 李维勇;单光子计数系统研究[D];华中科技大学;2007年

10 吴洪金;PMT批量测试系统的优化与PMT环境效应研究[D];山东大学;2013年

  本文关键词：光电倍增管信号读出的前端电路设计与测试，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：222989