CN219244800U - Sipm雪崩信号的采集及计数电路和激光测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了SIPM雪崩信号的采集及计数电路和激光测距装置，其中，采集及计数电路包括依次连接的第一放大模块、第二放大模块、边沿触发器和计数模块，第一放大模块采集SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号，并将原始脉冲信号前置放大输出给第二放大模块，第二放大模块对前置放大后脉冲信号进行差分放大并进行滤波处理后送入边沿触发器，边沿触发器将差分放大后的脉冲信号转换为方波信号，计数模块采集方波信号的上升沿和下降沿个数，并计算上升沿和下降沿的总和即为SIPM雪崩信号的数量，通过电路实现了对SIPM雪崩信号的计数，无需额外增加检测设备，成本低，且抗干扰能力强，且计数准确，提高了产品测试效率。

Description

SIPM雪崩信号的采集及计数电路和激光测距装置

技术领域

本实用新型光探测技术领域，特别涉及一种SIPM雪崩信号的采集及计数电路激光测距装置。

背景技术

硅光电倍增管(SIPM)是一种用于微弱光领域的传感器,它解决了低光信号的传感、定时和量化问题，将低光信号降至单光子水平。硅光电倍增管具有运行电压低、抗磁场干扰强、机械稳定性高和优异的响应均匀性。由于这些优点，SIPM在医学成像、生物光子学、高能物理、危险和威胁检测、以及激光雷达等领域取得了公认显著的优异成果。

SIPM的性能可主要由PDE(光子探测效率)、DCR(暗计数率)和Recovery Time(回复时间)三个指标进行描述。PDE为仅由入射光子触发的雪崩的概率；DCR为暗环境下，由热触发产生雪崩的概率；Recovery Time为从输出雪崩电流最大值的时间点到回复为雪崩前电流水平的时间差。

然而，在SIPM生产时，由于工艺精度的原因，每个SPAD不可能做到完全一致，直接导致了每个SPAD的雪崩信号是不同的，具体体现在波形的幅值极低(不到1mV)、脉宽极短10nS左右、上升时间和下降时间各不一致等，而由于SPAD阵列(SIPM)是共用一路输出，每个SPAD发生雪崩与否又是独立的，不可预估的，还会有多个雪崩错峰或者叠加导致幅值不一的问题，因此对SIPM雪崩信号的实时计数是非常困难的，因此SIPM生产完成后，测试工作尤为重要。

此外，每个SPAD发生雪崩的事件为一概率事件，固定测试条件下，一定数量SPAD组成的SIPM的DCR较高，可到2MHz，但对光探测传感器只进行暗计数是不够的，在正常光照使用环境下的雪崩计数率可达4～5MHz，这样动态变化的频率范围使得对其采样的计数，变得特别困难。目前正常光照使用环境下的雪崩计数一般使用前置放大器或差分放大器配合比较器实现，两种环境测试需要使用的设备不同，测试方式复杂，且测试设备成本高。

随着3D图像传感领域的飞速发展，其探测器测量结果的准确性要求越来越高，其需SIPM雪崩次数进行测量，目前在产品测试时，对单光子或多光子的探测方法一般通过概率密度函数等理论进行推导，如申请号为201710044448.7，名称为：基于SIPM的多光子探测方法中，通过将SIPM探测器放入密闭的黑盒中，利用高速数据采集器对SIPM探测器的输出波形进行采样，再通过电脑计算得到暗计数的概率分布图，但其计数为一概率，计数结果并不准确。而且该方案需要额外的墨盒、高速数据采集器、电脑、示波器等，其成本高，且在产线上生产测试时，众多的设备操作效率低，且容易损坏。目前也没有可针对SIPM雪崩信号计数的测量电路。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种SIPM雪崩信号的采集及计数电路和激光测距装置，能通过电路够对SIPM的雪崩信号进行计数。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其包括依次连接的第一放大模块、第二放大模块、边沿触发器和计数模块，所述第一放大模块的输入端与SIPM的输出端连接；所述第一放大模块采集所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号，并将所述原始脉冲信号前置放大输出给所述第二放大模块，所述第二放大模块对前置放大后脉冲信号进行差分放大并进行滤波处理后送入所述边沿触发器，所述边沿触发器将差分放大后的脉冲信号转换为方波信号，所述计数模块采集方波信号的上升沿和下降沿个数，并计算上升沿和下降沿的总和即为SIPM雪崩信号的数量。

较佳地，所述第一放大模块包括第一前置放大单元和第二前置放大单元，所述SIPM的输出端、第一前置放大单元、第二前置放大单元和第二放大模块依次连接，所述第一前置放大单元对所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号一级放大并进行滤波处理，再由第二前置放大单元进行二级放大并进行滤波处理。

较佳地，所述第一前置放大单元包括双极性输入放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述双极性输入放大器的同相输入端连接SIPM的输出端，双极性输入放大器的反相输入端依次通过第一电阻、第一电容接地，双极性输入放大器的反馈端通过第二电阻连接双极性输入放大器的反相输入端和第一电阻的一端，双极性输入放大器的输出端连接第二前置放大单元的输入端，所述双极性输入放大器的正电源供电端和逻辑开关端连接供电端、也通过第二电容接地。

较佳地，所述第一前置放大单元和第二前置放大单元相同。

较佳地，所述第二放大模块包括第一差分放大单元和第二差分放大单元，所述第一放大模块、第一差分放大单元、第二差分放大单元和边沿触发器依次连接，所述第一差分放大单元对所述第一放大模块输出的脉冲信号进行一级差分放大及滤波处理，再经第二差分放大单元进行二级差分放大及滤波处理得到脉冲数量与原始脉冲信号的脉冲数量相同、且幅度一致的脉冲信号。

较佳地，所述第一差分放大单元包括第一差分放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一差分放大器的同相输入端通过第三电阻连接第一放大模块的输出端、也通过第四电阻连接第一差分放大器的正输出端，所述第一差分放大器的反相输入端通过第五电阻接地、也通过第六电阻连接第一差分放大器的负输出端，所述第一差分放大器的正输出端和负输出端连接第二差分放大单元的输入端。

较佳地，所述第一差分放大单元和第二差分放大单元相同。

较佳地，所述边沿触发器为边沿D触发器，所述边沿D触发器的CLK端连接第二放大模块的输出端，所述边沿D触发器的D端与NQ端连接。

较佳地，所述计数模块为FPGA。

本实用新型还提供一种激光测距装置，其包括若干SIPM和SIPM雪崩信号的采集及计数电路，所述采集及计数电路与SIPM的输出端连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路和激光测距芯片，由第一放大模块采集所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号，并将所述原始脉冲信号前置放大输出给所述第二放大模块，所述第二放大模块对前置放大后脉冲信号进行差分放大并进行滤波处理后送入所述边沿触发器，所述边沿触发器将差分放大后的脉冲信号转换为方波信号，所述计数模块采集方波信号的上升沿和下降沿个数，并计算上升沿和下降沿的总和即为SIPM雪崩信号的数量，本实用新型通过电路实现了对SIPM雪崩信号的计数，无需额外增加检测设备(如示波器、计数器等)，成本低，并且采用多级放大和边沿触发器来获取SIPM雪崩信号的数量，其可靠性高，抗干扰能力强，且计数准确，提高了产品测试效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路的结构框图。

图2为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中第一放大模块的电路原理图。

图3为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中第一放大模块输出的信号波形示意图。

图4为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中第一放大模块输出的信号经鉴别器的波形示意图。

图5为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中第二放大模块的电路原理图。

图6为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中第二放大模块输出的信号波形示意图。

图7为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中边沿触发器的电路原理图。

图8为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中边沿触发器输出的信号波形示意图。

图9为本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中边沿触发器和计数模块的信号波形示意图。

附图标记说明

第一放大模块10、第二放大模块20、边沿触发器30、计数模块40、第一前置放大单元101、第二前置放大单元102、双极性输入放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第一差分放大单元201、第二差分放大单元202、第一差分放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的SIPM雪崩信号的采集及计数电路，包括依次连接的第一放大模块10、第二放大模块20、边沿触发器30和计数模块40，所述第一放大模块10的输入端与SIPM的输出端连接；

由所述第一放大模块10采集所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号，并将所述原始脉冲信号前置放大输出给所述第二放大模块20，所述第二放大模块20对前置放大后脉冲信号进行差分放大并进行滤波处理后送入所述边沿触发器30，所述边沿触发器30将差分放大后的脉冲信号转换为方波信号，所述计数模块40采集方波信号的上升沿和下降沿个数，并计算上升沿和下降沿的总和，即为SIPM雪崩信号的数量。

SIPM在测试时，会在SIPM的两端施加一设定电压时，SIPM会进入盖革模式，在SIPM通过光或热激发后产生雪崩并输出电流脉冲信号，该电流脉冲信号先经过第一放大模块10将原始信号放大至一定幅度，之后经第二放大模块20再次放大并滤除线路中的噪声信号，保留原始信号并得到更高幅度，且幅度一致的脉冲信号，再经过边沿触发器30输出一定幅度的方波信号，最终通过计数模块40进行采集方波的上升沿和下降沿个数进行计数，上升沿和下降沿的个数之和为原始信号的总数，本实用新型通过电路实现了对SIPM雪崩信号的计数，无需额外增加检测设备，无需开发软件等，成本低，并且采用多级放大(至少二次放大)和边沿触发器30转换为方波信号来获取SIPM雪崩信号，其可靠性高，抗干扰能力强，且计数准确，提高了产品测试效率。

请一并参阅图2，所述第一放大模块10包括第一前置放大单元101和第二前置放大单元102，所述SIPM的输出端、第一前置放大单元101、第二前置放大单元102和第二放大模块20依次连接，所述第一前置放大单元101对所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号一级放大并进行滤波处理，再由第二前置放大单元102进行二级放大并进行滤波处理，将SIPM的信号放大后，获SIPM放大后的原始信号。

由于硅光电倍增管(SIPM)输出的电流约为16uA，该脉冲信号的幅度太低，因此该信号常常淹没在噪声中，本实用新型通过第一前置放大单元101和第二前置放大单元102二次放大，同时滤除电路中的噪声，第一前置放大单元101、第二前置放大单元102的增益可为几百倍，可将SIPM的信号放到足够大，且放大后的信号噪声少。

可选地，所述第一前置放大单元101包括双极性输入放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2，所述双极性输入放大器U1的同相输入端连接SIPM的输出端，双极性输入放大器U1的反相输入端依次通过第一电阻R1、第一电容C1接地，双极性输入放大器U1的反馈端通过第二电阻R2连接双极性输入放大器U1的反相输入端和第一电阻R1的一端，双极性输入放大器U1的输出端连接第二前置放大单元102的输入端，所述双极性输入放大器U1的正电源供电端和逻辑开关端连接供电端OPA_5V、也通过第二电容C2接地。

所述双极性输入放大器U1可采用OPA放大芯片，譬如型号为OPA855，减少了运放的转换时间，提升了信号采样速度和运放的稳定性，加大了输出信号幅度。SIPM的的正极或负极连接双极性输入放大器U1的同相输入端，使SIPM雪崩时产生的微弱的脉冲信号输入至第一前置放大单元101中，所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值用于设置第一前置放大单元101的放大倍数。所述第一电容C1和第二电容C2主要起滤波作用，在放大的同时滤除噪声信号。

较佳地，所述第一前置放大单元101的放大倍数为G1＝(R1+R2)/R2＝10，假设SIPM输出波形的上升时间为1ns，对SIPM波形采样的带宽为0.35/1ns＝350MHz，波形幅度放大为60～100mV，双极性输入放大器U1的放大倍数设为10倍，则双极性输入放大器的增益带宽GBW>350MHz×10＝3.5GHz。

较佳地，所述第一前置放大单元101和第二前置放大单元102相同，其放大倍数可均为10倍，SIPM的输出信号经第一前置放大单元101和第二前置放大单元102二次放大后，信号被放大了100倍，且滤除了大部分噪声。

如果将SIPM的输出信号直接放大100倍，SIPM输出的噪声幅度也随之增大，SIPM信号也会出现失真，本实用新型采用将SIPM输出的信号二次放大，在放大的同时通过电容滤波，避免将噪声一起放大，从而增加抑制干扰能力，使SIPM输出的原始信号的脉冲数量和经过第一放大模块10后的脉冲数量一致。

具体实施时，SIPM的输出的信号经第一前置放大单元101和第二前置放大单元102放大后，虽然信号幅度有所提升，信号幅度为100mV左右,但依然存在诸多信号幅度不齐整，错峰叠加的问题，其波形为如3所示，此信号经过鉴别器后个别低矮的信号有可能无法鉴别，导致计数缺失，其波形为图4所示。

为解决放大后信息幅度不一致的问题，本实用新型通过所述第二放大模块20对第一放大模块10输出的信号进一步增加输出电压摆幅，增强信号幅度，同时减少偶次谐波干扰，增强抗噪性，避免信号受到外部噪声干扰。

请一并参阅图5，所述第二放大模块20包括第一差分放大单元201和第二差分放大单元202，所述第一放大模块10(第二前置放大单元102)、第一差分放大单元201、第二差分放大单元202和边沿触发器30依次连接，所述第一差分放大单元201对所述第一放大模块10输出的脉冲信号进行一级差分放大及滤波处理，再经第二差分放大单元202进行二级差分放大及滤波处理得到脉冲数量与原始脉冲信号的脉冲数量相同、且幅度一致的脉冲信号。

其中，第一差分放大单元201和第二差分放大单元202的放大倍数均可为10倍，且采用差分放大的方式，使放大后的信号幅值一致，且幅度足够大(>1V)，脉宽波动小，同时数量保持一致，为准确计数打下基础。

可选地，所述第一差分放大单元201包括第一差分放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，第一差分放大器U2为全差分放大器，第三电阻R3和第四电阻R4为第一差分放大器U2的放大比例因子，通过第三电阻R3和第四电阻R4的阻值设置第一差分放大器U2的放大倍数。

所述第一差分放大器U2的同相输入端通过第三电阻R3连接第一放大模块10的输出端、也通过第四电阻R4连接第一差分放大器U2的正输出端，所述第一差分放大器U2的反相输入端通过第五电阻R5接地、也通过第六电阻R6连接第一差分放大器U2的负输出端，所述第一差分放大器U2的正输出端和负输出端连接第二差分放大单元202的输入端(即连接差分放大器的同、反相输入端)。

进一步地，所述第一差分放大单元201还包括第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容C3的一端连接第一差分放大器U2的VCC端，第三电容C3的另一端接地，所述第四电容C4的一端连接第一差分放大器U2的VEE端，第四电容C4的另一端接地，通过第三电容C3和第四电容C4滤波处理，进一步抑制电源噪声。

本实用例中，所述第一差分放大单元201的放大倍数为第四电阻R4与第三电阻R3的阻值比，且采用二级全差分放大100倍的方式，同样可避免由于直接放大100倍后的信号出现失真的情况。

较佳地，所述第一差分放大单元201和第二差分放大单元202相同，其可采用高速全差分放大器，可增强放大信号的完整性，能很好地抑制外部共模噪声源(如来自电源或其它电路)，并且可消除偶阶次谐波，继续加大了输出信号摆幅，确保每个差分输出所要求的电压幅度一致。

可选地，第一差分放大单元201和第二差分放大单元202的全差分放大器可集成在一块具有二级运放的放大芯片中，如型号为LMH5401的全差分放大芯片，放大倍数约为100倍，对SIPM波形采样的带宽为0.35/1ns＝350MHz，第一放大模块10放大模块放大的信号经第二放大模块20后信号幅度进一步增强，幅度大于1V，且幅值基本一致，如图6所示。

请参阅图7，在本实用新型的SIPM雪崩信号的采集及计数电路中，所述边沿触发器30为边沿D触发器，所述边沿D触发器的CLK端连接第二放大模块20的输出端，所述边沿D触发器的D端与NQ端(即Q非端)连接，边沿D触发器的输出的信号为对第二差分放大单元202每次输出的信号的上升沿波形的采样信号，具体地D触发器为CLK上升沿触发，FDA_OUT输出信号作为边沿D触发器的CLK输入信号。

可选地，所述边沿D触发器为高速边沿D触发器，其输出的信号为0或1，D触发器在外加信号的作用下，可以从一种稳定的状态转换到另一种稳定的状态，如从0转换到1、或者从1转换到0，当然在一定的条件下，可以维持一个稳定的状态(0或1)保持不变，在出现脉冲边沿时，才将信号输出，并且在两个脉冲边沿中间，输出状态保持不变，可以用来在信号传输过程中防止外来信号的干扰，所述边沿D触发器的型号可以是SN74AUP1G74。

本实用新型采用边沿D触发器输出方波信号，波形如图8所示，经第二差分放大单元202输出的信号经边沿D触发器后，信号质量完好，不失真。相比采用比较器输出方波的方式，本实用新型无需外搭电路来提供一个精准的基准电压，而且比较器比较时比较的两个信号的电压差值需较大，而对于SIPM这样的微弱信号，很难满足这个差值，导致比较器无法翻转，避免了空翻现象，从而导致计数不准，边沿D触发器仅在时钟CLK脉冲上升沿时刻接收输入信号，电路才发生翻转，提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。

较佳地，所述计数模块40为FPGA，FPGA的输出端可连接电脑、手机、平板电脑等可视终端，可直观显示计数数量。由FPGA采集边沿D触发器输出的方波信号的上升沿和下降沿数量，两者数量之和即为SIPM雪崩信号数量，即可实现SIPM雪崩信号采集及计数，从而实现了SIPM的暗计数，如图9所示，方波信号的上升沿和下降沿数量之和等于FDA_out输出波形的数量，信号数量保持一致。SIPM处于正常环境光时，SIPM输出的信号的信噪比大，只需前置放大器或全差分放大器，结合比较器即可获取SIPM输出的信号的脉冲数，因此本实用新型SIPM雪崩信号的采集及计数电路也可用于SIPM正常环境光下雪崩时的计数，从而通过一个电路即可用于暗计数，也可用于正常环境光下雪崩计数，测试设备少，成本低。

本实用新型还提供一种激光测距装置，其包括若干SIPM和SIPM雪崩信号的采集及计数电路，所述采集及计数电路与SIPM的输出端连接，获取SIPM两端输出的微弱的脉冲信号，并将脉冲信号多级(如四级)放大，并转换为方波信号，并对方波信号的上升沿和下降沿的个数进行计数，来实现对SIPMl输出信号的脉冲数计数。由于窄SIPM雪崩信号的采集及计数电路在上文已进行了详细描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型的SIPM雪崩信号的采集及计数电路通过二级前置放大，及二级差分放大，可有效的抑制噪声信号脉冲，并将SIPM输出的微弱信号和噪声信号区分，实现了低幅度，高带宽，高频率范围，窄脉宽的信号采样和计数，从而能更好的，更轻易的针对无固定周期的连续波形进行自动鉴别区分，实现实时计数。

同时，本实用新的SIPM雪崩信号的采集及计数电路可以有效地替换现有SIPM雪崩信号计数需要的示波器和计数设备，减少了产品测试产线上计数所需设备，计数操作简便，测试效率高，而且成本低，从而节省了大量成本并可投入到量产中使用。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，包括依次连接的第一放大模块、第二放大模块、边沿触发器和计数模块，所述第一放大模块的输入端与SIPM的输出端连接；

所述第一放大模块采集所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号，并将所述原始脉冲信号前置放大输出给所述第二放大模块，所述第二放大模块对前置放大后脉冲信号进行差分放大并进行滤波处理后送入所述边沿触发器，所述边沿触发器将差分放大后的脉冲信号转换为方波信号，所述计数模块采集方波信号的上升沿和下降沿个数，并计算上升沿和下降沿的总和即为SIPM雪崩信号的数量。

2.根据权利要求1所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第一放大模块包括第一前置放大单元和第二前置放大单元，所述SIPM的输出端、第一前置放大单元、第二前置放大单元和第二放大模块依次连接，所述第一前置放大单元对所述SIPM雪崩时输出的原始脉冲信号一级放大并进行滤波处理，再由第二前置放大单元进行二级放大并进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第一前置放大单元包括双极性输入放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述双极性输入放大器的同相输入端连接SIPM的输出端，双极性输入放大器的反相输入端依次通过第一电阻、第一电容接地，双极性输入放大器的反馈端通过第二电阻连接双极性输入放大器的反相输入端和第一电阻的一端，双极性输入放大器的输出端连接第二前置放大单元的输入端，所述双极性输入放大器的正电源供电端和逻辑开关端连接供电端、也通过第二电容接地。

4.根据权利要求3所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第一前置放大单元和第二前置放大单元相同。

5.根据权利要求1所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第二放大模块包括第一差分放大单元和第二差分放大单元，所述第一放大模块、第一差分放大单元、第二差分放大单元和边沿触发器依次连接，所述第一差分放大单元对所述第一放大模块输出的脉冲信号进行一级差分放大及滤波处理，再经第二差分放大单元进行二级差分放大及滤波处理得到脉冲数量与原始脉冲信号的脉冲数量相同、且幅度一致的脉冲信号。

6.根据权利要求5所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第一差分放大单元包括第一差分放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一差分放大器的同相输入端通过第三电阻连接第一放大模块的输出端、也通过第四电阻连接第一差分放大器的正输出端，所述第一差分放大器的反相输入端通过第五电阻接地、也通过第六电阻连接第一差分放大器的负输出端，所述第一差分放大器的正输出端和负输出端连接第二差分放大单元的输入端。

7.根据权利要求6所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述第一差分放大单元和第二差分放大单元相同。

8.根据权利要求1所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述边沿触发器为边沿D触发器，所述边沿D触发器的CLK端连接第二放大模块的输出端，所述边沿D触发器的D端与NQ端连接。

9.根据权利要求1所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，其特征在于，所述计数模块为FPGA。

10.一种激光测距装置，包括若干SIPM，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述SIPM雪崩信号的采集及计数电路，所述采集及计数电路与SIPM的输出端连接。

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