CN115291272A - 基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置及方法，该探测装置包括硅探测器模块、触发电路、差分放大电路、ADC采样电路、FPGA处理器、数据存储单元、数据通信接口、电源转换电路和传感器偏压电路；硅探测器模块包括布局在同一印制板上的硅半导体探测器和前端预处理电路；硅半导体探测器将接收到的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号，前端预处理电路将电荷信号转换成快、慢成形两种脉冲信号；触发器将快成形脉冲信号转换成触发信号；差分放大器将慢成形脉冲信号转换成差分信号；ADC采集器将差分放大器输出的差分信号转换成数字信号；FPGA处理器将ADC采集器输出的数字信号进行处理转换成空间粒子能谱和通量信息。

Description

基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置及方法

技术领域

本发明属于空间粒子测量装置技术领域，具体涉及一种基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置及方法。

背景技术

卫星在轨运行时，空间环境复杂恶劣，存在于轨道空间大量的带电粒子会引起卫星及星上设备的总剂量效应和单粒子效应等。由于各种粒子辐射效应，会造成卫星材料性能下降直至失效，从而导致卫星器件功能损失或失效；还可造成电子学系统错误或死机、软件错误或中断、甚至器件烧毁以及严重时可使整星失效。卫星轨道辐射环境特点要求开展太阳高能粒子、辐射带质子电子及粒子辐射效应等探测，以获得该轨道对卫星造成严重威胁的主要粒子辐射环境特征，以准确评估辐射对卫星的影响。

目前，我国空间粒子探测技术处于发展和提升阶段，探测技术能力与国际还有一定的差距。现有的带电粒子测量装置基本采用传感器系统和前端电子学分立设计，且脉冲信号经主放大器后一般需采用峰值信号保持电路，不仅使得仪器尺寸大功耗大，还导致电压脉冲信号经峰值保持后线性度变差。此外半导体传感器和前端电子学分立设计导致易受外界噪声干扰影响大，探测能量下限难以降低。

现有技术存在的问题为：一方面，目前的空间带电粒子探测器均为采用半导体传感器系统和前端读出电子学分离设计,未采用探测器和前端电子学一体化设计的硅探测器模块。具体地，目前国内各卫星上安装的空间带电粒子测量装置均采用传感器系统和前端电子学设计采用分离设计，尺寸重量大、功耗大，占用卫星资源较多，同时这种分立结构导致传感器输出微弱信号易受外界噪声干扰，探测精度难以提升。另一方面，由于目前粒子类探测装置大多采用峰值保持器来对主放大器输出的电压信号进行峰值保持，该电路特性决定了主放大器输出的电压脉冲信号经峰值保持后，输出线信号性度较差，探测性能指标难以提高。同时，峰值保持电路的存在会导致仪器的体积、功耗增加。

发明内容

为解决现有技术存在上述缺陷，本发明提出的一种小型化星载高能粒子探测器，具体涉及一种基于硅探测器模块和取消峰值保持电路的高能粒子探测器。本发明提供的探测器取消了传统峰值保持电路设计，克服了峰值保持电路导致的探测性能指标无法提升的缺陷；本发明提供的探测器采用硅探测器模块，克服了目前空间粒子测量装置传感器系统和前端电子学分立设计导致的传感器输出微弱信号易受外界噪声干扰，探测精度难以提升的问题，还克服了现有探测仪器功耗大尺寸大的缺点。

本发明提出了一种基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，所述探测装置包括1个或多个硅探测器模块，所述硅探测器模块包括1片硅半导体探测器和前端预处理电路，所述硅半导体探测器与前端预处理电路采用一体化设计，布局在同一印制板上；

所述硅半导体探测器，用于将接收到的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号；

所述前端预处理电路，用于将硅半导体探测器输出的电荷信号转换成快成形脉冲信号和慢成形脉冲信号。

作为上述技术方案的改进之一，所述探测装置还包括：信号处理电路、FPGA处理器和储存器单元；

所述信号处理电路与硅探测器模块一一对应相连；

所述信号处理电路，包括：触发器、差分放大器和ADC采集器；

所述FPGA处理器，包括：数据接收模块、数据处理模块和数据发送模块；

所述触发器，用于接收前端预处理电路转换的快成形脉冲信号，并根据设定的触发阈值将快成形脉冲信号转换成触发信号，并传输至数据接收模块；

所述数据接收模块，用于接收触发器输出的触发信号，并发送至ADC采集器，以启动ADC采集器；

所述差分放大器，用于接收前端预处理电路转换的慢成形脉冲信号，并将慢成形脉冲信号进行差分放大，并传输至ADC采集器；

所述ADC采集器，用于将差分放大后的电压信号进行模数转换，形成数字采样信号，并传输至数据处理模块；

所述数据处理模块，基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量，并传输至数据发送模块；

所述数据发送模块，基于得到的空间带电粒子的能谱和通量，形成数据包发送至所述存储器单元。

作为上述技术方案的改进之一，所述探测装置还包括：电源转换电路和偏压电路；

所述电源转换电路，用于将卫星平台提供的一次电源转换为探测装置正常工作所需的二次电源；

所述偏压电路，用于将二次电源转换为硅半导体探测器正常工作所需的高压电源。

作为上述技术方案的改进之一，所述探测装置还包括：屏蔽结构；

所述硅探测器模块通过螺钉紧固安装在相应屏蔽结构内，用于降低外界噪声干扰。

作为上述技术方案的改进之一，所述硅半导体探测器厚度为100μm、300μm、500μm或1mm。

作为上述技术方案的改进之一，所述多个硅探测器模块依次叠放、固定连接。

作为上述技术方案的改进之一，所述多个硅探测器模块依次叠放、固定连接后，在第一个对外的硅探测器模块的硅半导体探测器前方设置纳米或微米量级的挡光层，以防止可见光射入。

本发明还提出了一种基于硅探测器模块的小型化星载空间粒子探测方法，基于上述之一所述探测装置实现，该方法包括以下步骤：

所述硅半导体探测器将进入其中的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号，并传输至前端预处理电路；

所述前端预处理电路将电荷信号转换为快成形脉冲信号和慢成形脉冲信号，并分别传输至触发器和ADC采集器；

所述触发器将快成形脉冲信号转换成触发信号，并传输至FPGA处理器的数据接收模块；

所述数据接收模块将接收的触发信号发送至ADC采集器以启动ADC采集器；

所述差分放大器将慢成形脉冲信号进行差分放大，并传输至ADC采集器；

所述ADC采集器将差分放大后的电压信号进行模数转换，形成数字采样信号，并输至FPGA处理器的数据处理模块；

所述数据处理模块基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量，并传输至数据发送模块；

所述数据发送模块基于得到的空间带电粒子的能谱和通量，形成数据包发送至存储器单元。

作为上述技术方案的改进之一，所述方法通过设置通信接口将探测装置与卫星平台相连，并将存储器单元储存的数据包传输到卫星平台，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1)判断所述触发器是否接收到所述快成形脉冲信号，如果有，触发器产生触发信号，并由FPGA处理器的数据接收模块送至ADC采集器，以启动ADC处理器，并进入步骤2；否则重新判断；

步骤2)所述ADC采集器启动，将采集的经过差分放大器后的慢成形脉冲信号进行模数转换，形成数字采样信号并输至FPGA处理器的数据处理模块；

步骤3)所述数据处理模块，基于接收的数字采样信号进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量信息；

步骤4)所述FPGA处理器将空间带电粒子的能谱和通量信息处理形成数据包；

步骤5)判断所述卫星平台是否发来数据请求；

若卫星平台发来数据请求，则继续判断数据包是否形成；若数据包未形成，则等待数据包形成；若数据包已形成，则FPGA处理器的数据发送模块将数据包发送至存储器单元；发送完成后，格式化储存器单元；

若卫星平台未发来数据请求，重新判断是否发来数据请求；

步骤6)所述数据发送模块控制存储器单元将数据包通过通信接口传输至卫星平台。

作为上述技术方案的改进之一，所述FPGA处理器的数据处理模块，基于接收所述数字采样信号进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量信息，具体步骤包括：

基于接收的数字采样信号，获得每个对应的硅探测器模块输出的空间带电粒子的幅度值；

按照理论计算，获得每个对应的空间带电粒子的不同阈值电压；采用幅度比较方法，对每个对应的空间带电粒子的幅度值进行比较；

基于比较结果并结合所述每个硅探测器的已知厚度，获得对应的空间带电粒子的能谱和通量信息。本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的探测装置采用了硅探测器和前端读出电子学集成一体化设计的硅探测器模块，避免了传感器输出微弱信号时受外界噪声干扰，提高了探测精度；同时，不仅能测量带电粒子的能谱和通量，特别是测量空间中高能质子和电子，还实现了探测仪器的低功耗小型化；并且在实现上述测量的同时，通过取消峰值保持电路，采用差分放大电路和ADC直接采样，克服了传统峰值电路缺点，提高了电压信号输入/输出线性度的一致性。

具体地，与现有同类型粒子探测装置相比较，采用本技术实现的基于硅探测器模块的小型化高能粒子探测装置，重量由原约3kg减少至少1kg，功耗由原约8W降低至少2W；

本发明取消峰值保持电路，通过设计快、慢成形电路功能解决更改设计的问题，具体实现为原方案通过慢成形触发，启动ADC采集峰值保持电路输出的峰值信号，而现方案采用快成形触发，启动ADC采集慢成形输出的峰值信号，由于快、慢成形输出信号的时间差固定，因此可直接采集到慢成形峰值，无需通过峰值保持。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种小型化星载高能粒子探测装置的电路连接框图；

图2是本发明实施例提供的一种小型化星载高能粒子探测装置的能量粒子探测方法流程图。

具体实施方式

本发明的所述基于硅探测器模块的空间粒子探测器的工作原理如下：

当空间高能带电粒子入射到每个硅半导体探测器时，会在对应的硅半导体探测器中产生不同的能量损失，其每个硅半导体探测器的输出反映入射粒子能量关系的电荷信号，即每个硅半导体探测器输出电荷信号经过与半导体探测器对应连接的前端预处理电路进行放大并转换，获得快和慢成形电压脉冲信号，快、成形电压脉冲信号输入直接至触发器，并形成触发信号发送至FPGA处理器，以启动ADC采集器；ADC采集器基于慢成形电压脉冲信号进行信号采样和模数转换，得到转换后的数字信号输入至FPGA处理器，进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的幅度，不同的幅度代表着不同能量的带电粒子，根据得到的空间带电粒子的幅度，同时结合已知的硅半导体探测器厚度，可得到该空间带电粒子的能谱和通量信息。

现结合附图与实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，为本发明实施例1提供的一种一种基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置即小型化星载高能粒子探测装置的电路连接框图；本实施例中设置了三个硅探测器模块及对应的信号处理电路，但本发明的硅探测器模块及对应的信号处理电路并不局限于三个。所述一种小型化星载高能粒子探测器，包括存储器单元、通信接口、转换电源和偏压电路，所述一种小型化星载高能粒子探测器还包括：硅探测器模块、差分放大器、ADC采集器和FPGA处理器；其中，

所述硅探测器模块包括：安装在同一印制板上的一片硅半导体探测器和前端预处理电路；所述硅探测器模块通过螺钉紧固安装在相应屏蔽结构内，用于降低外界噪声干扰；其中，

所述硅半导体探测器厚度为100μm至1mm，用于将进入半导体探测器的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号，并传输至所述前端预处理电路；

所述的前端预处理电路，用于将所述电荷信号转换为快、慢成形脉冲信号传输至所述触发器和所述ADC采集器。

所述触发器，用于将所述快成形脉冲信号转换成触发信号，并传输至FPGA处理器；

所述差分放大器，用于将所述慢成形脉冲信号进行差分放大，并传输至所述ADC采集器；

所述ADC采集器，用于将差分放大后的电压信号进行模数转换，形成数字采样信号，并输至所述FPGA处理器；

所述FPGA处理器，包括：第一数据接收模块、第二数据接收模块和数据发送模块；其中，

所述第一数据接收模块，基于接收的所述触发器输出的触发信号，并发送至所述ADC处理器，以启动所述ADC处理器；

所述第二数据接收模块，基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到所述空间带电粒子的能谱和通量，具体步骤包括：

基于接收的数字采样信号，获得每个对应的所述硅探测器模块输出的空间带电粒子的幅度值；按照理论计算，获得所述每个对应的空间带电粒子的不同阈值电压；采用幅度比较方法，对所述每个对应的空间带电粒子的幅度值进行比较；基于比较结果并结合所述硅探测器模块的半导体探测器的已知厚度，获得所述对应的空间带电粒子的能谱和通量信息。

所述数据发送模块，基于得到的空间带电粒子的能谱和通量，形成数据包发送至所述存储器单元。

所述探测器还包括通信接口；所述FPGA处理器控制所述存储器单元将存储的所述空间带电粒子的能谱和通量信息通过所述通信接口与卫星平台进行通信并下传至所述卫星平台。

所述探测器还包括电源转换电路，用于将所述卫星平台提供的一次电源转换为所述探测器正常工作所需的二次电源。

所述的探测器还包括偏压电路，用于将所述二次电源转换为所述硅半导体探测器正常工作所需的高压电源。

所述硅探测器模块还包括硅半导体探测器和前端预处理电路；其中，

所述硅半导体探测器厚度为100μm至1mm，用于将进入半导体探测器的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号，并传输至所述前端预处理电路。

所述的前端预处理电路，用于将所述电荷信号转换为快、慢成形脉冲信号传输至所述触发器和所述ADC采集器。

所述硅探测器模块的所述硅半导体探测器和所述快、慢成形输出安装在同一印制板上；所述硅探测器模块通过螺钉紧固安装在相应屏蔽结构内，用于降低外界噪声干扰。

所述探测器采用不少于1组硅探测器模块；其中，所述不少于1组硅探测器模块依次叠放，固定连接。

实施例2

如图2所示，为本发明实施例2提供的一种小型化星载高能粒子探测装置的粒子能量探测方法流程图。

在启动所述基于硅探测器模块的空间粒子探测器后，先判断是否有复位信号；如果有，执行后续步骤，否则重新启动；

当判断有复位信号时，继续判断数据包是否发送完成？若发送完成，则执行后续步骤，否则重新判断；

当判断数据包发送完成后，1秒定时启动存储器空间清零；

存储器空间清零完成后，判断是否有触发信号？若有，则执行后续不再，若没有，则继续判断；

当判断到触发信号时，启动ADC转换器，并将ADC转换结果进行阈值比较，并将结果进行缓存；

判断距离上一次数据包发送完成的时间间隔是否为1秒？若是，则执行后续步骤，若不是，重新判断；

当判断距离上一次数据包发送完成的时间间隔是1秒时，采集工参(包括：包头、时间码、包计数)，并写入存储器；

判断是否有数据请求？若有，则将数据包发送到存储区，若无，则重新判断；

再次重新判断数据包是否发送完成重复以上操作。

所述基于硅探测器模块的空间粒子探测器还具备校时和指令解析功能，具体的，判断基于硅探测器模块的空间粒子探测器是否接收到所述卫星平台发来的校时命令，如果接收到，则在进行校时后重新判断，否则重新判断；判断是否有来自所述卫星平台的指令注入基于硅探测器模块的空间粒子探测器，如果有，则在进行指令分析后重新判断，否则直接重新判断；

所述的探测器的FPGA处理器的工作步骤包括：步骤1)判断所述触发器是否接收到所述快成形电压脉冲信号，如果有，所述触发器产生触发信号，并由所述FPGA处理器的第一数据接收模块送至所述ADC处理器，以启动所述ADC处理器，并进入步骤2；否则重新判断；

步骤2)所述ADC处理器启动，将采集的经过所述差分放大器后的所述慢成形电压信号进行模数转换，并形成数字采样信号输至所述FPGA处理器；

步骤3)所述FPGA处理器的所述第二数据模块，基于接收的所述数字采样信号进行幅度分析和数据处理，得到所述空间带电粒子的能谱和通量信息；

步骤4)判断当前是否为预定采集时间；如果是，所述FPGA处理器将所述空间带电粒子的能谱和通量信息处理形成数据包，并进入步骤5，否则重新判断；

步骤5)判断所述卫星平台是否发来数据请求；如果有，并且当前有完成的所述数据包，则所述FPGA处理器的所述数据发送模块发送所述数据包至所述存储器单元，如果当前所述数据包还没有形成，则等待所述数据包形成后再发送，发送完成后，格式化储存器单元；否则重新判断是否有所述数据请求；

步骤6)所述FPGA处理器的所述数据发送模块控制所述存储器单元将所述数据包通过通信接口传输至所述卫星平台。

在步骤6)完成后，1秒定时启动所述存储器单元的存储空间清零功能，并返回步骤1。

FPGA处理器的所述第二数据接收模块，基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到所述空间带电粒子的能谱和通量，具体步骤包括：

基于接收的数字采样信号，获得每个对应的所述硅探测器模块输出的空间带电粒子的幅度值；按照理论计算，获得所述每个对应的空间带电粒子的不同阈值电压；采用幅度比较方法，对所述每个对应的空间带电粒子的幅度值进行比较；基于比较结果并结合所述每个硅半导体探测器的已知厚度，获得所述对应的所述空间带电粒子的能谱和通量信息。

从上述对本发明的具体描述可以看出，本发明的探测装置采用了硅探测器模块，不仅能测量带电粒子的能谱和通量，特别是测量空间中高能质子和电子，还实现了探测仪器的低功耗小型化；并且在实现上述测量的同时，通过取消峰值保持电路和采用差分放大电路，克服了传统峰值电路缺点，提高了电压信号输入/输出线性度的一致性。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，所述探测装置包括1个或多个硅探测器模块，其特征在于，所述硅探测器模块包括1片硅半导体探测器和前端预处理电路，所述硅半导体探测器与前端预处理电路采用一体化设计，布局在同一印制板上；

所述硅半导体探测器，用于将接收到的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号；

所述前端预处理电路，用于将硅半导体探测器输出的电荷信号转换成快成形脉冲信号和慢成形脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：信号处理电路、FPGA处理器和储存器单元；

所述信号处理电路与硅探测器模块一一对应相连；

所述信号处理电路，包括：触发器、差分放大器和ADC采集器；

所述FPGA处理器，包括：数据接收模块、数据处理模块和数据发送模块；

所述触发器，用于接收前端预处理电路转换的快成形脉冲信号，并根据设定的触发阈值将快成形脉冲信号转换成触发信号，并传输至数据接收模块；

所述数据接收模块，用于接收触发器输出的触发信号，并发送至ADC采集器，以启动ADC采集器；

所述差分放大器，用于接收前端预处理电路转换的慢成形脉冲信号，并将慢成形脉冲信号进行差分放大，并传输至ADC采集器；

所述ADC采集器，用于将差分放大后的电压信号进行模数转换，形成数字采样信号，并传输至数据处理模块；

所述数据处理模块，基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量，并传输至数据发送模块；

所述数据发送模块，基于得到的空间带电粒子的能谱和通量，形成数据包发送至所述存储器单元。

3.根据权利要求1所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：电源转换电路和偏压电路；

所述电源转换电路，用于将卫星平台提供的一次电源转换为探测装置正常工作所需的二次电源；

所述偏压电路，用于将二次电源转换为硅半导体探测器正常工作所需的高压电源。

4.根据权利要求1所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：屏蔽结构；

所述硅探测器模块通过螺钉紧固安装在相应屏蔽结构内，用于降低外界噪声干扰。

5.根据权利要求1所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述硅半导体探测器厚度为100μm、300μm、500μm或1mm。

6.根据权利要求1所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述多个硅探测器模块依次叠放、固定连接。

7.根据权利要求6所述的基于硅探测器模块的小型化星载高能粒子探测装置，其特征在于，所述多个硅探测器模块依次叠放、固定连接后，在第一个对外的硅探测器模块的硅半导体探测器前方设置纳米或微米量级的挡光层，以防止可见光射入。

8.一种基于硅探测器模块的小型化星载空间粒子探测方法，基于权利要求2-7之一所述探测装置实现，该方法包括以下步骤：

所述硅半导体探测器将进入其中的空间带电粒子转化成反映粒子沉积能量的电荷信号，并传输至前端预处理电路；

所述前端预处理电路将电荷信号转换为快成形脉冲信号和慢成形脉冲信号，并分别传输至触发器和ADC采集器；

所述触发器将快成形脉冲信号转换成触发信号，并传输至FPGA处理器的数据接收模块；

所述数据接收模块将接收的触发信号发送至ADC采集器以启动ADC采集器；

所述差分放大器将慢成形脉冲信号进行差分放大，并传输至ADC采集器；

所述ADC采集器将差分放大后的电压信号进行模数转换，形成数字采样信号，并输至FPGA处理器的数据处理模块；

所述数据处理模块基于接收的数字采样信号，进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量，并传输至数据发送模块；

所述数据发送模块基于得到的空间带电粒子的能谱和通量，形成数据包发送至存储器单元。

9.根据权利要求8所述的基于硅探测器模块的小型化星载空间粒子探测方法，所述方法通过设置通信接口将探测装置与卫星平台相连，并将存储器单元储存的数据包传输到卫星平台，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1)判断所述触发器是否接收到所述快成形脉冲信号，如果有，触发器产生触发信号，并由FPGA处理器的数据接收模块送至ADC采集器，以启动ADC处理器，并进入步骤2；否则重新判断；

步骤2)所述ADC采集器启动，将采集的经过差分放大器后的慢成形脉冲信号进行模数转换，形成数字采样信号并输至FPGA处理器的数据处理模块；

步骤3)所述数据处理模块，基于接收的数字采样信号进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量信息；

步骤4)所述FPGA处理器将空间带电粒子的能谱和通量信息处理形成数据包；

步骤5)判断所述卫星平台是否发来数据请求；

若卫星平台发来数据请求，则继续判断数据包是否形成；若数据包未形成，则等待数据包形成；若数据包已形成，则FPGA处理器的数据发送模块将数据包发送至存储器单元；发送完成后，格式化储存器单元；

若卫星平台未发来数据请求，重新判断是否发来数据请求；

步骤6)所述数据发送模块控制存储器单元将数据包通过通信接口传输至卫星平台。

10.根据权利要求8所述的基于硅探测器模块的小型化星载空间粒子探测方法，其特征在于，所述FPGA处理器的数据处理模块，基于接收所述数字采样信号进行幅度分析和数据处理，得到空间带电粒子的能谱和通量信息，具体步骤包括：

基于接收的数字采样信号，获得每个对应的硅探测器模块输出的空间带电粒子的幅度值；

按照理论计算，获得每个对应的空间带电粒子的不同阈值电压；采用幅度比较方法，对每个对应的空间带电粒子的幅度值进行比较；

基于比较结果并结合所述每个硅探测器的已知厚度，获得对应的空间带电粒子的能谱和通量信息。

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