【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及集成電路設(shè)計(jì)，具體地，涉及一種應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路和裝置。
技術(shù)介紹
1、x射線探測(cè)器，廣泛應(yīng)用在工業(yè)，安防及醫(yī)療領(lǐng)域，特別在醫(yī)療領(lǐng)域，包括dr、drf(動(dòng)態(tài)dr)、c型外臂等，其中非晶硅因技術(shù)成熟、適應(yīng)性好、低成本等原因，逐漸成為市場(chǎng)主流探測(cè)器。其原理是將x射線轉(zhuǎn)換為可見光，經(jīng)過pd傳感器器件采集后，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過芯片內(nèi)部讀取電路后，輸出為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)，至此通過感應(yīng)穿過物體的x射線強(qiáng)度，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理成不同灰度的等級(jí)，使人可以觀察到圖像。
2、圖1為經(jīng)典的x射線探測(cè)器的圖像讀取電路。圖1中模塊1中pd器件、ca電容、tft開關(guān)部分構(gòu)成了x射線傳感器模塊，cp為tft開關(guān)的寄生電容及走線電容；模塊2中amp1運(yùn)算放大器及ci電容組成積分器電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器輸入電荷的處理，其中開關(guān)s0用作復(fù)位操作；模塊3中amp2運(yùn)算放大器組成單位增益放大器，用作驅(qū)動(dòng)后級(jí)adc模塊，積分器電路輸出信號(hào)至此進(jìn)入adc模塊后轉(zhuǎn)為數(shù)字碼流輸出。
3、圖1所示經(jīng)典的x射線探測(cè)器的圖像讀取電路存在以下的限制：
4、a)電信號(hào)經(jīng)由前級(jí)積分器電路輸出后，直接送給下一級(jí)單位增益放大電路，積分器端帶來的失調(diào)及噪聲都沒有處理，將極大影響輸出信號(hào)的質(zhì)量；
5、b)對(duì)于有低噪聲需求的應(yīng)用來說，無法提供額外的高頻濾波，對(duì)于整體也無法獲取較低的噪聲。
6、術(shù)語解釋：
7、(1)dr:digital?radiography：數(shù)字化x射線影像系統(tǒng)
8、
9、(3)tft:thin-film-transistor：薄膜晶體管
10、(4)amp:operational-amplifier：運(yùn)算放大器
11、(5)cmos:complementary-metal-oxide-semiconductor：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體
12、(6)adc:analog-to-digital-converter：模數(shù)轉(zhuǎn)換器
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路和裝置。
2、根據(jù)本專利技術(shù)提供的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，包括：
3、模塊m1，包括pd器件、ca電容和tft開關(guān)；pd器件與ca電容連接在tft開關(guān)的一端，cp電容連接在tft開關(guān)的另一端；
4、模塊m2，包括amp1運(yùn)算放大器、開關(guān)s0和ci電容；開關(guān)s0用作復(fù)位操作，電容ci與開關(guān)s0連接在amp1運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端與輸出端，amp1運(yùn)算放大器負(fù)向輸入端與tft開關(guān)連接，amp1運(yùn)算放大器正向輸入端連接地電平；
5、模塊m3，包括c1、c2電容，開關(guān)s1～s10，基準(zhǔn)電壓vref1、vref2、vcmn；c1電容連接在開關(guān)s2、s3的下端，開關(guān)s2與s3的上端分別連接vref1、vref2；c2電容連接在開關(guān)s6、s7的上端，開關(guān)s6與s7的下端分別連接vref1、vref2；開關(guān)s9的上端與開關(guān)s1的右端、c1電容的左端連接，開關(guān)s9的下端與開關(guān)s5的右端、c2電容的左端連接；開關(guān)s1的左端與開關(guān)s5的左端與amp1運(yùn)算放大器的輸出端連接，開關(guān)s4的左端與c1電容連接，開關(guān)s8的左端與c2電容連接，2組開關(guān)s10的中間電平接vcmn，兩端分別作為模塊m3的輸出；
6、模塊m4，包括amp2運(yùn)算放大器、電容cf、開關(guān)s11～s14，基準(zhǔn)電壓vcmn、vcmp；上下2組cf電容，開關(guān)s11～s14，基準(zhǔn)電壓vcmn、vcmp相同，分別連接到amp2運(yùn)算放大器正負(fù)向輸入端，與輸出端正相voutp和負(fù)相voutn；電容cf連接在開關(guān)s12與s13之間，開關(guān)s12、s13另一端接vcmn與vcmp，開關(guān)s11的右端與電容cf左端相連接，開關(guān)s11的左端作為模塊m4的輸入端，開關(guān)s14的左端與電容cf右端相連接，開關(guān)s14的右端作為模塊m4的輸出端。
7、優(yōu)選地，所述模塊m3工作過程包括：
8、第一步，在每一次工作前對(duì)上一次結(jié)果進(jìn)行復(fù)位；
9、第二步，為電容c1抓取電壓，此時(shí)模塊m2是復(fù)位狀態(tài)；
10、第三步，為電容c2抓取電壓，此時(shí)模塊m2設(shè)置成正常狀態(tài)；
11、第四步，模塊m3將前級(jí)電壓存儲(chǔ)在c1和c2上，然后與模塊m4組成開關(guān)電容放大器電路，從而實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)到adc內(nèi)部。
12、優(yōu)選地，在模塊m3工作第一步中：模塊m2處于復(fù)位狀態(tài)，將開關(guān)s0閉合上，模塊m3的開關(guān)s2、s3、s6、s7、s10處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)；模塊m4的開關(guān)s12、s13處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
13、優(yōu)選地，在模塊m3工作第二步中：模塊m2繼續(xù)處于復(fù)位狀態(tài)，模塊m3中開關(guān)s2、s3斷開，開關(guān)s1閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓存儲(chǔ)在電容c1兩端。
14、優(yōu)選地，在模塊m3工作第三步中：模塊m2處于正常狀態(tài)，開關(guān)s0斷開；模塊m3中開關(guān)s1、s6、s7斷開，開關(guān)s5閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓存儲(chǔ)在電容c2兩端。
15、優(yōu)選地，在模塊m3工作第四步中：模塊m3的開關(guān)s5、s10斷開，開關(guān)s4、s8、s9閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)兩組電壓的輸出；模塊m4的開關(guān)s12、s13斷開，開關(guān)s11、s14閉合，此時(shí)抓取前級(jí)模塊m3的電壓，輸出voutp、voutn到adc內(nèi)部。
16、優(yōu)選地，在模塊m2和模塊m4中間插入一級(jí)rc濾波電路；
17、所述一級(jí)rc濾波電路包括2組可調(diào)電阻r、電容c，以及開關(guān)s1、s6；上組開關(guān)s1、電阻r、電容c組成一路濾波路徑，電阻r連接在開關(guān)s1右端與電容c之間，開關(guān)s1左端連接在模塊m2輸出端；下組開關(guān)s6、電阻r、電容c組成另一路濾波路徑，電阻r連接在開關(guān)s6右端與電容c之間，開關(guān)s6左端連接在模塊m2輸出端；
18、模塊m3中上下兩路電容上端作為一級(jí)rc濾波電路的輸出與下一級(jí)模塊m3輸入相連接；當(dāng)選通某一路濾波路徑時(shí)，電阻r和電容c提供極點(diǎn)為1/rc的低通濾波電路，達(dá)到濾除高頻噪聲效果，同時(shí)電阻r可調(diào)，根據(jù)系統(tǒng)需求選擇不同的極點(diǎn)方案。
19、根據(jù)本專利技術(shù)提供的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取裝置，包含所述的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：
21、(1)本專利技術(shù)采用rc噪聲增強(qiáng)及相關(guān)雙采樣處理，使得失調(diào)及噪聲得到大幅度抑制，同時(shí)針對(duì)電容型相關(guān)雙采樣電路，提出一種適配的開關(guān)電容型驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路可以抓取相關(guān)雙采樣電路的輸出，也可以驅(qū)動(dòng)后級(jí)adc；
22、(2)本專利技術(shù)在經(jīng)典x射線探測(cè)器的圖像讀取電路基礎(chǔ)上，增加rc噪聲增強(qiáng)及相關(guān)雙采樣處理，使得前級(jí)積分器端電路的失調(diào)及噪聲得到很大的抑制，從而獲得較高的圖像輸出質(zhì)量。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，所述模塊M3工作過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊M3工作第一步中：模塊M2處于復(fù)位狀態(tài)，將開關(guān)S0閉合上，模塊M3的開關(guān)S2、S3、S6、S7、S10處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)；模塊M4的開關(guān)S12、S13處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊M3工作第二步中：模塊M2繼續(xù)處于復(fù)位狀態(tài)，模塊M3中開關(guān)S2、S3斷開，開關(guān)S1閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓存儲(chǔ)在電容C1兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊M3工作第三步中：模塊M2處于正常狀態(tài)，開關(guān)S0斷開；模塊M3中開關(guān)S1、S6、S7斷開，開關(guān)S5閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓存儲(chǔ)在電容C2兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊M2和模塊M4中間插入一級(jí)RC濾波電路；
8.一種應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取裝置，其特征在于，包含權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于X射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，所述模塊m3工作過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊m3工作第一步中：模塊m2處于復(fù)位狀態(tài)，將開關(guān)s0閉合上，模塊m3的開關(guān)s2、s3、s6、s7、s10處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)；模塊m4的開關(guān)s12、s13處于閉合狀態(tài)，其他開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀取電路，其特征在于，在模塊m3工作第二步中：模塊m2繼續(xù)處于復(fù)位狀態(tài)，模塊m3中開關(guān)s2、s3斷開，開關(guān)s1閉合，此時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓存儲(chǔ)在電容c1兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于x射線探測(cè)器的低噪聲圖像讀...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧業(yè)磊，穆子晗，施明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海申矽凌微電子科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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