一种核探测器晶体位置识别装置的制造方法_4

文档序号:9431241阅读:来源:国知局
在峰值输出,所述峰值即代表事件的能量值。
[0080]本发明不对所述积分电路11在硬件上的实现进行限定,例如,在其中一种可能实现的方式中,所述积分电路11可以为积分放大器;在另一种可能实现的方式中,所述积分电路11还可以为PID (比例Proport1n积分Integrat1n微分Differentiat1n)控制电路。
[0081]由于晶体被光子击中产生的一段电信号持续的时间非常短,几乎是瞬态的,因此需要以某种方式将该段电信号保持住,避免在获取到所述晶体的位置之前该段电信号已经输出。因此,所述积分电路11的输出端与所述峰保持电路12的输入端对应连接。所述峰保持电路12,用于将所述积分电路输出的电信号进行峰保持。
[0082]所谓“峰保持”,简单的理解就是将电信号保持在峰值,其实际上就是以该电信号的峰值输出。参见图5,图5(a)图为峰保持之前的电信号,其波形为三角波,图5(b)为峰保持之后的信号,即当电信号到达峰值时,将电信号保持在该峰值输出。
[0083]本发明不对所述峰保持电路12具体的硬件实现进行限定,在其中一种可能实现的方式中,所述峰保持电路12包括放大器120和二极管121,参见图6,所述放大器120的其中一个输入端与所述半导体探测单元阵列的信号输出端连接,所述放大器120的输出端与二极管121的正极连接,所述二极管121的负极与所述放大器120的另外一个输入端连接,所述二极管的负极121还与所述多路选通器13连接。该峰保持电路12的工作原理是:当电信号从放大器120的正极(A点)输入,在信号增大的过程中,放大器120的输出端(B点)的电压随A点电压的增大而增大,由于此时二极管121为导通状态,因此放大器120负极(C点)的电压也随之增大。当A点电压达到最大值后开始下降,在下降过程中,B点的电压也随之下降,但是由于C点的电压高于B点的电压,导致二极管截止,这时C点的电压保持在所述最大电压值,因此,后续输出至多路选通器13的电信号的电压值保持在电压峰值。
[0084]所述峰保持电路12的输出端连接所述多路选通器13,所述多路选通器13,用于根据被光子击中的晶体在所述晶体阵列中的位置,从所述峰保持电路12输出的电信号中选择出所述晶体对应的电信号,并将所述选择出的电信号输出至所述采样单元14。
[0085]所谓多路选通器是指从多路电信号中选择其中一路电信号进行输出的装置,其硬件可以通过模拟开关、FPGA等实现,本发明不做具体限定。在本实施例中,所述多路选通器13根据被光子击中的晶体所在所述晶体阵列中的位置,从所述峰保持电路12输出的电信号中选择出所述晶体对应的电信号,并将所述选择输出的电信号输出至所述采样单元。以所述多路选通器13为模拟开关为例,所述模拟开关的每个开关均有相应的编号,一般情况下,所有模拟开关均为关闭状态。当被光子击中的晶体的位置被识别出,则可以根据所述晶体的位置进行编码,所述晶体对应的编码与所述晶体对应的模拟开关的编码相同,根据所述晶体对应的编码控制该晶体对应的模拟开关打开,从而输出该晶体对应的经过峰保持的电信号。至于如何对晶体的位置进行识别,将在下文进行阐述。
[0086]所述多路选通器13与所述采样单元14连接,所述采样单元14,用于对所述多路选通器13输出的电信号进行采样。
[0087]本发明不对所述采样单元14的硬件实现进行限定,例如可以是ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换器)器件。
[0088]所述采样单元14与所述能量获取单元15连接,所述能量获取单元15,用于利用所述采样的电信号获取所述光子击中晶体产生的能量,以进行有效事件的识别。
[0089]由于采样的电信号是经过了“峰保持”的信号,而“峰保持”的信号为对原信号进行了积分的信号,因此,通过读取所述采样信号的电压,并将所述电压进行能量转换,就可以获得光子击中晶体产生的能量,通过判断所述能量是否处于预设的能量范围内,若是,则认为该事件为有效事件,实现有效事件的识别。
[0090]所述能量获取单元15的功能可以通过现场可编程门阵列(FPGA)或处理器等硬件进行实现,本发明不做具体限定。
[0091]本实施例提供的有效事件识别装置的基本思想是利用所述多路选通器13从众多的电信号中选择出光子击中晶体对应的一路电信号进行能量的获取,因此整个电路只需要一个采样单元14,本实施例的技术方案大大减少了采样单元的数量,有效降低了成本。
[0092]装置实施例四
[0093]在对光子击中晶体的位置识别,以及得到有效事件的能量之后,符合事件判定的第三步为对所述有效事件进行时间标定。
[0094]在本实施例中,所述装置还包括η个时间标定单元,所述硅半导体探测单元阵列划分为η组娃半导体探测单元,所述η个时间标定单元与所述η组娃半导体探测单元--
对应,一组中每个娃半导体探测单元均与对应的时间标定单元连接,其中η为大于或等于2的整数;
[0095]所述时间标定单元,用于利用所述有效事件对应的一组硅半导体探测单元输出的信号对所述有效事件的时间进行标定。
[0096]本发明不对所述时间标定单元在硬件上的实现进行限定,例如,在一种可能实现的方式中,所述时间标定单元为处理器,在另外一种可能实现的方式中,所述时间标定单元为时间数字转换器(Time to Digital Convert,TDC)。由于时间标定本身属于本领域技术人员公知的常识,因此不再赘述。
[0097]本实施例相对于现有技术的另一贡献在于:
[0098]现有技术中所述硅半导体探测单元阵列的每个硅半导体探测单元均分别与一个时间标定单元连接,所述时间标定单元对其对应的娃半导体探测单元发生的事件的时间进行标定。例如8X8的硅半导体探测单元阵列需要64个时间标定单元,成本高且系统规模庞大。而本实施例中,将所述硅半导体探测单元阵列划分为η组硅半导体探测单元,每组分别与一个时间标定单元连接,所述时间标定单元对其对应的一组娃半导体探测单元发生的事件的时间进行标定。举例而言,参见图7,该图为以图1的8X8的硅半导体探测单元阵列为例,将所述8X8硅半导体探测单元阵列划分为4组,每组对应一个TDC,图7为其中一组的硬件连接图,在该图中,一个TDC负责对相邻两行共16个硅半导体探测单元进行时间标定,因此所述8 X 8硅半导体探测单元阵列只需要4个TDC即可完成所有硅半导体探测单元的时间标定,大大减少了硬件数量,有效降低了成本,缩小了系统规模。
[0099]在实际应用中,当对有效事件的时间进行标定后,符合事件判定的最后一步:根据进行了时间标定的有效事件,以及所述有效事件对应的晶体的位置进行符合事件的判定。
[0100]装置实施例五
[0101]在所述装置实施例一的基础上,本实施例提供的有效事件识别装置还包括:或逻辑单元16和时间标定单元17,所述或逻辑单元16的输入端与至少两个所述半导体探测单元阵列的行信号输出端连接,或,所述或逻辑单元16的输入端与至少两个所述半导体探测单元阵列的列信号输出端连接。所述或逻辑单元16,用于将所述半导体探测单元阵列的至少两个信号输出端输出的电信号执行“或”操作。由于执行“或”操作后,原来至少两个信号变为一个信号输出,因此减少了时间标定单元的数量,降低了成本。
[0102]—般情况下,在同一个时刻,一个晶体阵列只会被一个光子击中,因此,在所有半导体探测单元阵列的行信号输出端(或列信号输出端)中,只有一个行信号输出端(或列信号输出端)能够输出信号。例如,图8中,若被光子击中的晶体对应的行信号输出端为P1,所述行信号输出端Pl输出的电信号输入至对应的或逻辑单元16,行信号输出端P2与所述信号输出端Pl与同一个或逻辑单元16连接,由于所述行信号输出端P2对应的晶体没有被光子击中,所述行信号输出端P2不输出电信号或只输出微弱的电信号,因此所述或逻辑单元16输出的电信号实质上为所述行信号输出端Pl输出的电信号。
[0103]在本实施例中,所述或逻辑单元16的输入端连接的行信号输出端(或列信号输出端)至少为两个,最多可以和所述半导体探测单元的行数(或列数)相同。
[0104]所述或逻辑单元16的输出端与所述时间标定单元17对应连接。所述时间标定单元17,用于利用执行了 “或”操作的电信号对所述产生的有效事件的时间进行标定。
[0105]若识别出有效事件,则读取所述有效事件对应的时间标定单元17标定的时间,以根据所述有效事件的时间进行符合事件的判定。
[0106]在本实施中,所述或逻辑单元16的输入端16均至少与两个所述半导体探测单元阵列的行信号输出端或列信号输出端连接,因此所述或逻辑单元16的数量必然少于所述行信号输出端或所述列信号输出端的数量,而
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