The SIRIUS Mixed analog-digital ASIC developed for the LOFT LAD and WFM instruments
A. Cros, D. Rambaud, E. Moutaye, L. Ravera, D. Barret, P. Caïs, R. Clédassou, P. Bodin, JY. Seyler, A. Bonzo, M. Feroci, C. Labanti, Y. Evangelista, Y. Favre
备注:
Proc. SPIE 9144, Space Telescopes and Instrumentation 2014: Ultraviolet to Gamma Ray, 914463
我们报告的低噪声,低功耗,混合模拟-数字SIRIUS ASIC的LAD和WFM X射线仪器的LOFT的发展和表征。我们开发的ASIC正在读取大面积硅漂移探测器(SDD)。ASIC设计的基础是对噪声(ENC为17 e-,在6 keV下实现LAD上200 eV FWHM的能量分辨率)和功耗(每通道650 μW)的严格要求。这些SIRIUS ASIC的开发是为了匹配SDD探测器的特性:将制造16个通道的ASIC,适用于LAD(970微米间距)和64个通道的WFM(145微米间距)。ASIC采用TSMC的180 nm混合工艺开发。
英文摘要:
We report on the development and characterization of the low-noise, low power, mixed analog-digital SIRIUS ASICs for both the LAD and WFM X-ray instruments of LOFT. The ASICs we developed are reading out large area silicon drift detectors (SDD). Stringent requirements in terms of noise (ENC of 17 e- to achieve an energy resolution on the LAD of 200 eV FWHM at 6 keV) and power consumption (650 μW per channel) were basis for the ASICs design. These SIRIUS ASICs are developed to match SDD detectors characteristics: 16 channels ASICs adapted for the LAD (970 microns pitch) and 64 channels for the WFM (145 microns pitch) will be fabricated. The ASICs were developed with the 180nm mixed technology of TSMC.
The digital data processing concepts of the LOFT mission
大型X射线计时天文台(LOFT)是欧空局考虑用于M3任务的五个候选任务之一(发射机会在2022 - 2024年)。LOFT有两种仪器:大面积探测器(LAD)和宽视场监视器(WFM)。LAD是一种10 m 2级仪器,其收集面积约为迄今为止最大定时任务(RXTE)的15倍,首次结合CCD级光谱分辨率。WFM将持续监测天空并识别源状态的变化,检测瞬态和突发现象,并允许任务对此做出响应。使用LAD的有效面积观测最亮的X射线源会导致巨大的数据速率,这些数据速率需要在多个级别上进行处理,并在船上实时进行过滤和压缩。另一方面,WFM数据处理对数据速率的约束相当低,但需要算法来找到探测器上的光子相互作用位置,然后对探测器图像进行去卷积,以获得观测到的瞬态源的天空坐标。在下文中,我们将概述在研究阶段开发的数据处理概念。
Optimisation of the design for the LOFT Large Area Detector Module
LOFT(X射线定时大型天文台)是一个X射线定时天文台,与其他四个候选者一起,被欧空局视为M3任务(2022-2024年发射),并在广泛的评估阶段进行了研究。它的主要仪器是大面积探测器(LAD),这是一种在2-30 keV范围内工作的10 m 2级仪器,旨在以前所未有的分辨率对紧凑物体进行X射线计时,分辨率低至毫秒时间尺度。虽然LOFT没有被选中发射,但在评估过程中,大多数权衡已经结束,导致一个强大的和有据可查的设计,将在未来的欧空局电话中重新提出。LAD仪器的构建块是模块,在本文中,我们总结了模块概念的基本原理,模块的特点和权衡/优化,导致目前的设计。
Simulations of a 2 x 1.5D coded aperture camera for X-ray astronomy
SRON Space Research Organization Netherlands(荷兰空间研究所);INAF-IAPS Roma(罗马国家天体物理研究所);Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)(空间科学研究所);Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)(加泰罗尼亚空间研究学院)
本文研究了用于X射线天文观测的2 x 1.5D编码孔径相机的设计与性能,采用IROS和MLM两种解码算法,旨在提高X射线源识别和观测精度。