專利名稱：一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及正電子發(fā)射斷層成像設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種正電子發(fā)射斷層成像設(shè)備中閃爍脈沖采集與處理的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography,全文均簡(jiǎn)稱PET)通過捕捉人體內(nèi)因正子湮滅而發(fā)出的gamma光子獲取以正電子核素為標(biāo)記的示蹤劑在人體內(nèi)的分布情況，進(jìn)而獲取臟器功能，代謝等病理生理特征。獲取gamma光子所攜帶的能量、位置以及時(shí)間信息的準(zhǔn)確性直接影響到系統(tǒng)成像的性能。閃爍脈沖采集與處理單元是PET系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心部件，主要功能為處理前端探測(cè)器形成的閃爍脈沖，獲取ga_a光子所攜帶的能量、位置以及時(shí)間信息。為了保證PET系統(tǒng)的性能，希望所使用的閃爍脈沖采集與處理單元，具有精度高，性能穩(wěn)定，便于實(shí)時(shí)校正、集成度高等特點(diǎn)。[0003]現(xiàn)有的閃爍脈沖采集與處理單元多由模擬電路和數(shù)字電路構(gòu)成的混合系統(tǒng)，閃爍脈沖信息的提取多為模擬電路，數(shù)字電路主要用來對(duì)相應(yīng)信息的采集、存儲(chǔ)與傳輸。以這種閃爍脈沖采集與處理單元實(shí)現(xiàn)的PET系統(tǒng)難以進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，對(duì)工作環(huán)境要求嚴(yán)格。[0004]設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的PET系統(tǒng)，可以有效的解決上述問題。要實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化PET 系統(tǒng)，首先需要實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖采集與處理單元的全數(shù)字化。在全數(shù)字化閃爍脈沖采集與處理單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面，Qingguo Xie等人提出了一種基于先驗(yàn)知識(shí)的閃爍脈沖數(shù)字化方法與裝置(Xie, Q. and Kao, C. M. and Wang, X. and Guo, N. and Zhu, C. and Frisch, H. and Moses, ff. ff. and Chen, C. T. , “Potentials of digitally sampling scintillation pulses in timing determination in PET”，IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 56pp. 2607-26132009)。該方法通過閾值比較器與時(shí)間數(shù)字化器件獲取脈沖越過設(shè)定閾值時(shí)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖時(shí)間軸上的稀疏采樣，利用獲取的采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)閃爍脈沖的模型對(duì)閃爍脈沖進(jìn)行重建，通過重建后的閃爍脈沖提取其所攜帶的信息。這種方法為閃爍脈沖數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)提供了一種低成本的解決方案。增加閾值數(shù)可以獲得更多的采樣數(shù)據(jù)，提升脈沖重建的準(zhǔn)確性，提高相關(guān)信息提取的精度。但閾值數(shù)的增加同樣意味著系統(tǒng)中需要更多的閾值比較器，將會(huì)極大的增加系統(tǒng)功耗，降低系統(tǒng)集成度，提高系統(tǒng)成本。[0005]因此，針對(duì)現(xiàn)有的閃爍脈沖采集與處理技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種新的數(shù)字化閃爍脈沖采集與處理的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中閃爍脈沖采集與處理單元的缺陷。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能避免使用比較器、提高裝置集成度、 降低系統(tǒng)功耗的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案[0008]一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其包括[0009]閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元，用以實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的直流偏置電&V_bias輸出，所述閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元包括直流偏置電路，所述待采樣脈沖經(jīng)過所述直流偏置電路獲得分為m路的直流偏置電壓V_bias之后接入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中支持低壓差分信號(hào)傳輸協(xié)議的可編程輸入輸出管腳的一端，其中，m為大于I小于512的整數(shù)；[0010]閾值比較單元，用以在閃爍脈沖越過所設(shè)任意一閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)跳變以及該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓；該閾值比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)輸入端口構(gòu)成，該低壓差分信號(hào)輸入端口用于實(shí)現(xiàn)待采樣脈沖與閾值電SV_th的比較，在待采樣脈沖的幅值越過閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)的跳變以及該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓；[0011]時(shí)間數(shù)字化單元，用以對(duì)狀態(tài)跳變的時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化，所述時(shí)間數(shù)字化單元在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中實(shí)現(xiàn)P個(gè)時(shí)間數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，對(duì)上述狀態(tài)的跳變時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化并識(shí)別該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲取待采樣閃爍脈沖越過閾值電壓的時(shí)間，其中P為大于I小于512的整數(shù)；[0012]數(shù)據(jù)處理與傳輸單元，用以整合與傳輸由閾值比較單元與時(shí)間數(shù)字單元獲得的待采樣脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。[0013]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖未分路直接經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電SV_bias后再分為m路，每路分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篈Lreference ;其中，所述直流偏置電壓 V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_ bais0[0014]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖先分為m 路，然后每路分別經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_reference ;其中，所述直流偏置電壓V_bias、 參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_bais。[0015]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖分為m路后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_referenCe;其中，所述參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th。[0016]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為正極性射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或電流模式邏輯信號(hào)接受端口或微型低電壓差分信號(hào)接受端口或低擺幅差分信號(hào)接受端口或總線型低壓差分信號(hào)接受端口。[0017]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為具有正負(fù)輸入端并通過正負(fù)輸入端電壓差判斷信號(hào)邏輯狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)接受端口。[0018]優(yōu)選的，在上述閃爍脈沖數(shù)字化的裝置中，所述閾值比較單元中的閾值比較電路所使用的數(shù)字差分信號(hào)接收端口由專用集成芯片構(gòu)成。[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化，極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)功耗。[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0021](I)避免使用比較器，節(jié)約了成本，提高了裝置集成度，降低了系統(tǒng)功耗。[0022](2)利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。


[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本實(shí)用新型的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0024]圖I為本實(shí)用新型閃爍脈沖數(shù)字化的方法的流程圖；[0025]圖2為本實(shí)用新型閃爍脈沖數(shù)字化的方法中采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較的實(shí)際測(cè)試結(jié)果；[0026]圖3為本實(shí)用新型閃爍脈沖數(shù)字化的裝置的組成部分的方框圖。
具體實(shí)施方式
[0027]本實(shí)用新型公開了一種能避免使用比較器、提高裝置集成度、降低系統(tǒng)功耗的閃爍脈沖數(shù)字化的方法與裝置。[0028]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。[0029]如圖I所示，本實(shí)用新型公開了一種閃爍脈沖數(shù)字化的方法，其步驟如下[0030](I)根據(jù)閃爍脈沖特點(diǎn)設(shè)置η個(gè)閾值電壓V_th，其中，η為大于I小于512的整數(shù)；[0031]其中，所述閾值電&V_th的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為確定待采樣閃爍脈沖幅值范圍，根據(jù)待采樣脈沖的幅值選擇閾值電壓，使得閾值電壓均位于待采樣閃爍脈沖的幅值范圍之內(nèi)。[0032]所述閾值電壓V_th的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)還可以為確定待采樣閃爍脈沖幅值范圍，根據(jù)待采樣脈沖的幅值選擇閾值電壓，使得所設(shè)置的閾值電壓中至少有一個(gè)閾值位于待采樣閃爍脈沖的幅值范圍之內(nèi)。[0033](2 )由η個(gè)低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成電壓比較單元，當(dāng)待采樣脈沖越過步驟(I) 中設(shè)置的任意一個(gè)閾值時(shí)，該電壓比較單元將會(huì)輸出一狀態(tài)跳變以及該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓；其中所述低壓差分信號(hào)接收端口用于實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖與閾值電壓的比較；[0034]其中，所述低壓差分信號(hào)接收端口也可以為正極性射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或電流模式邏輯信號(hào)接受端口或微型低電壓差分信號(hào)接受端口或低擺幅差分信號(hào)接受端口或總線型低壓差分信號(hào)接受端口。[0035]其中，所述低壓差分信號(hào)接收端口還可以為具有正負(fù)輸入端并通過正負(fù)輸入端電壓差判斷信號(hào)邏輯狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)接受端口。[0036]其中，所述電壓比較單元也可以由電壓比較器構(gòu)成。[0037]其中，所述由低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成電壓比較單元的具體實(shí)現(xiàn)方法為該電壓比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成；待采樣閃爍脈沖未分路直接經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后再分為m路，每路分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端；低壓差分信號(hào)接收端口的另一端接入?yún)⒖茧妷篤_reference ;其中為大于I小于512 的整數(shù)，所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_bais0[0038]其中，所述由低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成電壓比較單元的具體實(shí)現(xiàn)方法還可以為該電壓比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成；待采樣閃爍脈沖分為m路，每路脈沖均經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端；低壓差分信號(hào)接收端口的另一端接入?yún)⒖茧妷篤_reference ;其中，m為大于I小于 512的整數(shù)，所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_bais。[0039]其中，所述由低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成電壓比較單元的具體實(shí)現(xiàn)方法還可以為該電壓比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)接收端口構(gòu)成；待采樣閃爍脈沖分為m路后分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端；低壓差分信號(hào)接收端口的另一端接入?yún)⒖茧妷篒 reference ;其中，m為大于I小于512的整數(shù),所述參考電壓V_reference以及閾值電壓V_ th 之間的關(guān)系為V_reference=V_th。[0040]其中，所述低壓差分信號(hào)接收端口為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中支持?jǐn)?shù)字差分信號(hào)協(xié)議的可編程輸入輸出管腳配置構(gòu)成或?yàn)閷Ｓ眉尚酒?。[0041](3)利用時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)步驟(2)中的狀態(tài)跳變的時(shí)間進(jìn)行數(shù)字化采樣；同時(shí)識(shí)別該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲得閃爍脈沖電壓時(shí)間對(duì)，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。[0042]在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列等邏輯器件中擁有數(shù)量眾多的差分輸入管腳，本實(shí)用新型公開的閃爍脈沖數(shù)字化的方法通過利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中差分管腳可以判斷正負(fù)輸入端電壓大小的特點(diǎn)，閃爍脈沖通過多個(gè)數(shù)字差分輸入管腳輸入到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列等邏輯器件中，利用這種管腳實(shí)現(xiàn)了閾值比較器，然后針對(duì)閃爍脈沖的特點(diǎn)，采用這種閾值比較器設(shè)置多個(gè)閾值，并通過時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以獲取閃爍脈沖越過閾值時(shí)的時(shí)間，達(dá)到獲取閃爍脈沖電壓時(shí)間對(duì)的目的，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。由于采用差分輸入管腳實(shí)現(xiàn)了閾值電壓比較，極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)功耗。[0043]如圖2所示，圖2中給出了采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較的實(shí)際測(cè)試結(jié)果。圖2中，100代表閥值電壓，200代表待采樣閃爍脈沖，300代表差分接口輸出狀態(tài)。[0044]如圖3所示，本實(shí)用新型公開的一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其包括[0045]閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元，用以實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的直流偏置電SV_bias輸出，所述閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元包括直流偏置電路，所述待采樣脈沖經(jīng)過所述直流偏置電路獲得分為m路的直流偏置電壓V_bias之后接入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中支持低壓差分信號(hào)傳輸協(xié)議的可編程輸入輸出管腳的一端，其中，m為大于I小于512的整數(shù)；[0046]閾值比較單元，用以在閃爍脈沖越過所設(shè)任意一閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)跳變以及該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓；該閾值比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)輸入端口構(gòu)成，該低壓差分信號(hào)輸入端口用于實(shí)現(xiàn)待采樣脈沖與閾值電SV_th的比較，在待采樣脈沖的幅值越過閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)的跳變以及該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓；[0047]時(shí)間數(shù)字化單元，用以對(duì)狀態(tài)跳變的時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化，所述時(shí)間數(shù)字化單元在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中實(shí)現(xiàn)P個(gè)時(shí)間數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，對(duì)上述狀態(tài)的跳變時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化并識(shí)別該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲取待采樣閃爍脈沖越過閾值電壓的時(shí)間，其中P為大于I小于512的整數(shù)；[0048]數(shù)據(jù)處理與傳輸單元，用以整合與傳輸由閾值比較單元與時(shí)間數(shù)字單元獲得的待采樣脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。[0049]其中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為正極性射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或電流模式邏輯信號(hào)接受端口。[0050]其中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為具有正負(fù)輸入端并通過正負(fù)輸入端電壓差判斷信號(hào)邏輯狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)接受端口或微型低電壓差分信號(hào)接受端口或低擺幅差分信號(hào)接受端口或總線型低壓差分信號(hào)接受端口。[0051]其中，所述閾值比較單元中的閾值比較電路所使用的數(shù)字差分信號(hào)接收端口由專用集成芯片構(gòu)成。[0052]其中，所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成。使用低壓差分信號(hào)接受端口構(gòu)成閾值比單元實(shí)現(xiàn)待采樣脈沖與閾值電壓的比較的目的可以通過如下三種方法[0053]方法一待采樣脈沖未分路直接經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias 后再分為m路，每路分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_ reference ;其中，所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_bais。[0054]方法二 待采樣脈沖先分為m路，然后每路分別經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_ reference ;其中，所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th+V_bais。[0055]方法三待采樣脈沖分為m路后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_reference ;其中，所述參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_th。[0056]所述時(shí)間數(shù)字化單元及數(shù)據(jù)處理與傳輸單元全部在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中實(shí)現(xiàn)，所述時(shí)間數(shù)字化單元的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中延時(shí)鏈構(gòu)成，所述閾值比較單元中的閾值比較電路所使用的由數(shù)字差分信號(hào)接收端口專用集成芯片構(gòu)成。[0057]現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明[0058](I)根據(jù)閃爍脈沖特點(diǎn)，選擇四個(gè)閾值電壓，分別為20mV，30mV，40mV，50mV。[0059](2)閃爍脈沖分為四路，每路通過分立元件獲得一直流偏置電壓V_bais=1.25V。具有直流偏置電壓的四路閃爍脈沖即Chl、Ch2、Ch3、Ch4，分別接入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的差分管腳的正輸入端。該管腳配置為低壓差分信號(hào)(Low-Voltage Differential Signaling,簡(jiǎn)稱LVDS )接受端口。[0060](3)根據(jù)選擇的閾值電壓以及使用的偏置電壓計(jì)算出差分管腳負(fù)端接入的參考電壓幅值。在本例中幅值分別為I. 27mV, I. 28mV, I. 29mV, I. 30mV。8[0061](4)以在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中進(jìn)位鏈為核心實(shí)現(xiàn)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并對(duì)每路差分輸入管腳狀態(tài)發(fā)生跳變時(shí)的時(shí)間進(jìn)行識(shí)別同時(shí)識(shí)別該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)。[0062]( 5 )將所獲取的閃爍脈沖電壓時(shí)間對(duì)通過現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的數(shù)字接口傳出，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。[0063]本實(shí)用新型利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化，極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)功耗。[0064]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0065](I)避免使用比較器，節(jié)約了成本，提高了裝置集成度，降低了系統(tǒng)功耗。[0066](2)利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。[0067]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。[0068]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于其包括閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元，用以實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的直流偏置電壓v_bias輸出，所述閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元包括直流偏置電路，所述待采樣脈沖經(jīng)過所述直流偏置電路獲得分為m路的直流偏置電壓V_bias之后接入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中支持低壓差分信號(hào)傳輸協(xié)議的可編程輸入輸出管腳的一端，其中，m為大于I小于512的整數(shù)；閾值比較單元，用以在閃爍脈沖越過所設(shè)任意一閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)跳變以及該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓；該閾值比較單元由m個(gè)低壓差分信號(hào)輸入端口構(gòu)成，該低壓差分信號(hào)輸入端口用于實(shí)現(xiàn)待采樣脈沖與閾值電壓V_th的比較，在待采樣脈沖的幅值越過閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)的跳變以及該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓；時(shí)間數(shù)字化單元，用以對(duì)狀態(tài)跳變的時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化，所述時(shí)間數(shù)字化單元在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中實(shí)現(xiàn)P個(gè)時(shí)間數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，對(duì)上述狀態(tài)的跳變時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化并識(shí)別該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲取待采樣閃爍脈沖越過閾值電壓的時(shí)間，其中P為大于I小于 512的整數(shù)；數(shù)據(jù)處理與傳輸單元，用以整合與傳輸由閾值比較單元與時(shí)間數(shù)字單元獲得的待采樣脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖未分路直接經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后再分為m路，每路分別接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篈Lreference ;其中， 所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_ reference=V_th+V_bai s。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖先分為m路，然后每路分別經(jīng)過直流偏置電路獲得一直流偏置電壓V_bias后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷篤_referenCe;其中，所述直流偏置電壓V_bias、參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_reference=V_ th+V_bais。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中的可編程輸入輸出管腳配置而成，其中待采樣脈沖分為m路后接入低壓差分信號(hào)接收端口的一端，管腳另一端接入?yún)⒖茧妷?V_reference ;其中，所述參考電壓V_reference以及閾值電壓V_th之間的關(guān)系為V_ reference=V_th0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為正極性射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或射極耦合邏輯信號(hào)接收端口或電流模式邏輯信號(hào)接受端口或微型低電壓差分信號(hào)接受端口或低擺幅差分信號(hào)接受端口或總線型低壓差分信號(hào)接受端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中低壓差分信號(hào)接收端口也可為具有正負(fù)輸入端并通過正負(fù)輸入端電壓差判斷信號(hào)邏輯狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)接受端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其特征在于所述閾值比較單元中的閾值比較電路所使用的數(shù)字差分信號(hào)接收端口由專用集成芯片構(gòu)成。
專利摘要一種閃爍脈沖數(shù)字化的裝置，其包括閃爍脈沖轉(zhuǎn)換單元，用以實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的直流偏置電壓V_bias輸出；閾值比較單元，用以在待采樣脈沖的幅值越過閾值電壓時(shí)輸出一狀態(tài)的跳變以及該狀態(tài)跳變所對(duì)應(yīng)的閾值電壓；時(shí)間數(shù)字化單元，用以對(duì)狀態(tài)跳變的時(shí)刻進(jìn)行數(shù)字化并識(shí)別該狀態(tài)跳變對(duì)應(yīng)的閾值電壓，獲取待采樣閃爍脈沖越過閾值電壓的時(shí)間；數(shù)據(jù)處理與傳輸單元，用以整合與傳輸由閾值比較單元與時(shí)間數(shù)字單元獲得的待采樣脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，完成閃爍脈沖的數(shù)字化。本實(shí)用新型利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中數(shù)字差分接口實(shí)現(xiàn)閾值比較，獲取閃爍脈沖的電壓時(shí)間對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化，極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)功耗。
文檔編號(hào)A61B6/03GK202801645SQ20122048139
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
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