[发明专利]一种带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路及方法

说明书

本发明属于γ射线探测技术领域，尤其涉及一种带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路及减小阻抗的方法。带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路，其包括电阻网络和补偿电阻；电阻网络包括两个列电阻单元和位于两个列电阻单元的电阻之间的多个行电阻单元，其中，每一个行电阻单元均包括多个串联的行电阻，相邻行电阻之间具有一个信号输入节点，补偿电阻与信号串行相连并与节点连接。本发明通过串联补偿电阻，使光电器件的对地阻抗达到一致，以补偿电阻网络结构对不同位置信号输出阻抗的影响，进而改善了阵列中不同位置输出信号波形差异，提高了γ射线探测器的位置精度和γ射线能量峰位的一致性。

技术领域

本发明属于γ射线探测技术领域，尤其涉及一种带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路及减小阻抗的方法。

背景技术

硅光电倍增管(SiPM)，是工作在盖革模式下的雪崩光电二极管阵列，与传统的光电倍增管相比，增益大，工作电压低，同时具有体积小，重量轻，工艺兼容性好，对磁场不敏感的优点，随着其技术日趋成熟，在微弱光探测，辐射探测等领域，发挥着重要作用，逐渐代替光电倍增管(PMT)在核探测领域的作用。

在核医学领域，PMT通常用阵列的形式使用，而具有更小光电灵敏区域的SiPM，需要更大规模的阵列的形式使用，更加需要电阻网络将后端的电子学通道数目降下来。基于SiPM的γ射线探测器，需要将单片的SiPM组合成阵列，得到较大的灵敏区面积，与闪烁晶体阵列耦合。当γ射线入射到闪烁晶体内，产生的光子经SiPM转化为电信号，经放大器放大后进行模数转换，数字信号经计算机计算后得到γ射线位置信息X,Y(闪烁晶体位置)和能量信息。如果阵列中每一个SiPM信号都进行放大读出和数字化，就需要复杂且昂贵的电子学系统，或开发专用读出电路(ASIC)，因此减小SiPM阵列输出信号的数量，成为一种灵活，低成本的应用方法。

在众多的简化方法中，离散位置读出电路(discretized positioning circuit，DPC)是最有效的电阻网络方法，它由多行和两列电阻组成电阻网络，如图1所示，二极管图示所代表的SiPM的阳极连接到电阻网络位置读出电路的行电阻单元的信号输入节点，因此可以将大规模的M*N阵列SiPM简化为A，B，C，D 4路输出，所用后续电子学通道数量少，只需4路运算放大器和模数转换器就能实现信号的读出。离散位置读出电路最初应用于位置灵敏管和多阳极光电倍增管，他将阵列单元的输出信号连接到行电阻单元的节点，通过电流在行列电阻网络中的衰减确定信号的位置。位置计算方法如下：

离散位置读出电路在阵列中单元数量较小时，得到了很好的图像，当阵列规模扩大后，电阻数量增加，其X，Y方向由于阻抗分布的不对称性，影响了γ射线的位置分辨精度，使探测器能量分辨、时间分辨性能下降。

任何形式的电阻网络，网络并不是无限延展，边沿和中心的阻抗不会相同，在位置读出的电子网络中各个结点的电阻优先考虑的是位置解析，而无法兼顾阻抗特征。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的因阻抗分布的不对称性，影响了γ射线的位置分辨精度，使探测器能量分辨、时间分辨性能下降的技术问题，本发明提供一种带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路及减小阻抗的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种带有补偿电阻的电阻网络位置读出电路，其包括电阻网络和补偿电阻；

电阻网络包括两个列电阻单元和位于两个列电阻单元的电阻之间的多个行电阻单元，其中，每一个行电阻单元均包括多个串联的行电阻，相邻行电阻之间具有一个信号输入节点，补偿电阻与信号串行相连并与节点连接。

优选的，列电阻单元包括多个串联设置的列电阻，其中，相邻列电阻之间具有行电阻单元的连接节点；