用于多通道读出X射线CCD相机的模拟专用集成电路开发
天体物理仪器与方法
2011-02-15 v1 高能天体物理现象
仪器与探测器
摘要
我们报告了一款模拟专用集成电路的性能，该芯片专为下一代X射线天文卫星ASTRO-H上的X射线CCD相机系统前端电子学而设计。它拥有四个相同的通道，可同时处理CCD信号。其独特的模数转换能力使我们能够构建仅输出数字信号的CCD相机机身。前端电子学测试结果表明，该芯片在像素率低于100 kHz时工作正常，输入噪声低至≤30 μV。功耗足够低，约为150 mW/芯片。720 mV的输入信号范围覆盖了典型X射线光子计数CCD的有效能量范围（最高20 keV）。积分非线性度为0.2%，与在轨传统CCD相当。我们还针对总电离剂量效应和单粒子效应进行了辐射耐受性测试。使用60Co和质子束进行的辐照测试表明，该ASIC对总电离剂量具有高达200 krad的足够耐受性，这绝对超过了在低倾角低地球轨道运行期间的预期剂量。注量为5.2×10^8离子/cm²的铁离子辐照未导致单粒子闩锁，尽管存在一些可能的单粒子翻转。单粒子闩锁阈值高于1.68 MeV·cm²/mg，足以使单粒子闩锁事件不应成为轨道仪器停机的主要原因之一。
引用
@article{arxiv.1102.2472,
title = {Development of the analog ASIC for multi-channel readout X-ray CCD camera},
author = {Hiroshi Nakajima and Daisuke Matsuura and Toshihiro Idehara and Naohisa Anabuki and Hiroshi Tsunemi and John P. Doty and Hirokazu Ikeda and Haruyoshi Katayama and Hisashi Kitamura and Yukio Uchihori},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2472},
year = {2011}
}
备注
16 pages, 6 figures