X光信号采集电路及采集模块的制作方法

专利查询2022-05-14  8


x光信号采集电路及采集模块
技术领域
1.本实用新型涉及x光检测技术领域,具体涉及一种x光信号采集电路及采集模块。


背景技术:

2.x光安检机器广泛应用于公共场所人群携带包裹的危险物品检查。如机场,地铁,大型展会。其内部主要由积分电路芯片,信号传输模块,辐射源,及电脑显示终端等部分构成。积分电路芯片主要用于采集x光信号,并将光信号转换成电压信号。
3.x光安检机器通常设置有几个或十几个积分电路芯片,每个积分电路芯片主要由光电二极管探测器、基准电压源和积分电路芯片构成。为了提高信号的抗干扰能力,积分电路芯片通常采用差分输出,这样基准电压只能设置在1/2电源电压。对于5v供电的芯片,基准电压为2.5v。这使得积分电路的动态变化范围只有2v左右。对于要求穿透较强的机器,x光电流大,而积分时间受限于机器的整体图像传输时间,积分时间较小,就会发生超过2v的动态范围,容易出现图像失真和溢出的现象。
4.为了提高积分电路的输出动态范围,可以采用单端输出的技术将积分的基准电压提高到3.3v,动态范围从2v提高到2.8v左右,提高约40%。但是由于安检机器上安装有很多路积分电路芯片,每个积分电路芯片的单端输出电压是以各自的模拟地作为基准,而不同的积分电路芯片,由于地线长度不同,模拟地基准是有电压差异的。这导致单端输出积分电压信号的抗干扰能力差,输出信号传到adc后,容易产生失真及线性度变差。


技术实现要素:

5.针对现有技术存在的不足,本实用新型提出一种x光信号采集电路及采集模块。在提高信号积分电路的动态范围同时,提高积分电压信号的输出抗干扰能力。使得成像效果更好。
6.第一方面,提供了一种x光信号采集电路,该积分电路芯片设置有多个信号输入端和信号输出端,所述积分电路芯片还设置有输出控制端,该输出控制端连接有模拟开关,该模拟开关的一端连接所述积分电路芯片的基准电压输入端,另一端与所述信号输出端组合成差分信号输出端。当芯片有信号输出时,输出控制端为逻辑高(电源电压)。
7.结合第一方面,在第一方面的第一种可实现方式中,所述积分电路芯片包括多个结构一致的积分电路,所有积分电路的输入端分别与不同的信号输入端一一对应连接,输出端依次经采样电路、选择器和输出电路连接所述信号输入端。
8.结合第一方面的第一种可实现方式,在第一方面的第二种可实现方式中,所述积分电路包括积分放大器、积分电容和积分复位开关,该积分放大器的同相输入端连接所述基准电压输入端,反相输入端连接所述信号输入端并经积分电容连接输出端,所述积分复位开关与积分电容并联。
9.结合第一方面,在第一方面的第三种可实现方式中,所述模拟开关配置为当输出控制端输出控制信号时开关闭合。
10.第二方面,提供了一种x光信号采集模块,包括积分电路芯片,该积分电路芯片设置有多个信号输入端和信号输出端,所有信号输入端分别与不同的光电二极管一一对应连接,所述积分电路芯片还设置有输出控制端,该输出控制端连接有模拟开关,该模拟开关的一端连接所述积分电路芯片的基准电压输入端,另一端与所述信号输出端组合成差分信号输出端。
11.结合第二方面,在第二方面的第一种可实现方式中,所述积分电路芯片包括多个结构一致的积分电路,所有积分电路的输入端分别与不同的信号输入端一一对应连接,输出端依次经采样电路、选择器和输出电路连接所述信号输入端。
12.结合第二方面的第一种可实现方式,在第二方面的第二种可实现方式中,所述积分电路包括积分放大器、积分电容和积分复位开关,该积分放大器的同相输入端连接所述基准电压输入端,反相输入端连接所述信号输入端,所述积分电容和积分复位开关并联在积分放大器的反相输入端和输出端之间。
13.结合第二方面,在第二方面的第三种可实现方式中,所述模拟开关配置为当输出控制端输出控制信号时开关闭合。
14.有益效果:采用本实用新型的x光信号采集电路及采集模块,在单端输出电压信号的基础上,增加了输出基准电压的模拟开关,当积分电路芯片输出积分电压信号时,积分电路芯片的输出控制打开模拟开关输出基准电压信号,与积分电压信号组合成差分信号,如此可以提高信号积分电路的动态范围,并提高电压信号的输出抗干扰能力。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
16.图1为本实用新型一实施例提供的x光信号采集电路的电路原理图;
17.图2为本实用新型一实施例提供的x光信号采集模块的电路原理图;
18.图3为积分电路芯片输出的积分电压信号示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
20.如图1所示的x光信号采集电路的电路原理图,该采集电路包括积分电路芯片,该积分电路芯片设置有多个信号输入端和信号输出端,其特征在于,所述积分电路芯片还设置有输出控制端,该输出控制端连接有模拟开关k1,该模拟开关k1的一端连接所述积分电路芯片的基准电压输入端,另一端与所述信号输出端组合成差分信号输出端。
21.具体而言,积分电路芯片可以是在现有的单端输出积分电路芯片基础上增加了输出控制端,该输出控制端与积分电路芯片的逻辑电路连接,用于控制与积分电路芯片的基准电压输入端连接的模拟开关k1通断,基准电压输入端可以输入基准电压vref,确保积分电路芯片正常工作。
22.如图3所示,当积分电路芯片的信号输出端输出积分电压信号s+时,逻辑电路可以
通过输出控制端输出信号,控制模拟开关k1闭合输出基准电压信号s-,基准电压信号s-与积分电压信号s+构成差分信号输出,从而提高信号积分电路的动态范围以及电压信号的输出抗干扰能力。
23.应理解,在本实用新型实施例的技术方案中,积分电路芯片可以是现有的积分电路芯片,其内部的逻辑电路,以及连接的外部电路,比如时钟电路等均属于现有技术,此处不再赘述。
24.在本实施例中,可选的,所述积分电路芯片包括多个结构一致的积分电路,所有积分电路的输出端依次经采样电路、选择器和输出电路连接所述信号输入端。
25.具体而言,积分电路芯片包括多路积分电路、采样电路、选择器和输出电路,积分电路芯片的每个信号输入端分别通过不同的积分电路连接采样电路。采样电路通过选择器和输出电路连接信号输入端。积分电路可以对相应信号输入端输入的信号进行积分处理,将输入的信号转换成积分电压信号s+,积分电压信号s+再通过采样电路和选择器后,从信号输入端串行输出每路的积分电压信号s+。应理解,在本实用新型实施例的技术方案中,积分电路芯片可以是现有的单端输出积分电路芯片,积分电路、采样电路、选择器和输出电路的具体结构均属于本领域技术人员清楚的现有技术,此处不再赘述。
26.在本实施例中,可选的,所述积分电路包括积分放大器、积分电容c和积分复位开关swn,该积分放大器的同相输入端连接所述基准电压输入端,反相输入端经积分电容c连接输出端,所述积分复位开关swn与积分电容c并联。
27.所述模拟开关k1配置为当输出控制端输出控制信号时开关闭合。具体而言,当积分电路芯片的输出控制端输出高电平的控制信号chips时,开关闭合,输出基准电压信号s-与积分电压信号s+构成差分信号输出。
28.如图2所示的x光信号采集模块的电路图,该采集模块包括积分电路芯片,该积分电路芯片设置有多个信号输入端和信号输出端,不同信号输入端分别连接有不同的光电二极管,所述积分电路芯片还设置有输出控制端,该输出控制端连接有模拟开关k1,该模拟开关k1的一端连接所述积分电路芯片的基准电压输入端,另一端与所述信号输出端组合成差分信号输出端。
29.具体而言,积分电路芯片可以是在现有的单端输出积分电路芯片基础上增加了输出控制端,该输出控制端与积分电路芯片的逻辑电路连接,用于控制与积分电路芯片的基准电压输入端连接的模拟开关k1通断。
30.该积分电路芯片的每个输入端均连接有光电二极管,通过光电二极管可以采集x光信号。每个光电二极管采集的x光信号可以被积分电路芯片转换成积分电压信号s+,从积分电路芯片的信号输出端串行输出。当积分电路芯片的信号输出端输出积分电压信号s+时,逻辑电路可以通过输出控制端输出信号,控制模拟开关k1闭合输出基准电压信号s-,基准电压信号s-可以与输出的积分电压信号s+构成差分信号输出,从而提高信号积分电路的动态范围以及电压信号的输出抗干扰能力。
31.应理解,在本实用新型实施例的技术方案中,积分电路芯片可以是现有的积分电路芯片,其内部的逻辑电路,以及连接的外部电路,比如时钟电路等均属于现有技术,此处不再赘述。
32.在本实施例中,可选的,所述积分电路芯片包括多个结构一致的积分电路,所有积
分电路的输入端分别与不同的信号输入端一一对应连接,输出端依次经采样电路、选择器和输出电路连接所述信号输入端。
33.具体而言,积分电路芯片包括多路积分电路、采样电路、选择器和输出电路,积分电路芯片的每个信号输入端分别通过不同的积分电路连接采样电路。采样电路通过选择器和输出电路连接信号输入端。积分电路可以对相应信号输入端输入的信号进行积分处理,将输入的信号转换成积分电压,积分电压再通过采样电路和选择器,从信号输入端串行输出每路的积分电压信号s+。应理解,在本实用新型实施例的技术方案中,积分电路芯片可以是现有的单端输出积分电路芯片,积分电路、采样电路、选择器和输出电路的具体结构均属于本领域技术人员清楚的现有技术,此处不再赘述。
34.所述积分电路包括积分放大器、积分电容c和积分复位开关swn,该积分放大器的同相输入端连接所述基准电压输入端,反相输入端连接所述信号输入端,所述积分电容c和积分复位开关swn并联在积分放大器的反相输入端和输出端之间。
35.所述模拟开关k1配置为当输出控制端输出控制信号时开关闭合。具体而言,当积分电路芯片的输出控制端输出高电平的控制信号chips时,开关闭合,输出基准电压信号s-与积分电压信号s+构成差分信号输出。
36.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

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