[发明专利]射线探测电路

说明书

本发明公开了一种射线探测电路。该射线探测电路包括：射线信号放大模块以及时间数字转换器TDC；其中，所述射线信号放大模块用于接收原始射线信号，并将所述原始射线信号放大至饱和状态，得到饱和射线信号；所述TDC用于接收所述饱和射线信号，并根据所述饱和射线信号的前、后沿时间，获得所述原始射线信号的时间信息和所述原始射线信号的能量信息。根据本发明，可以简化射线探测电路的设计，同时实现射线的时间信息和能量信息的高精度测量。

技术领域

本发明涉及射线探测技术领域，更具体地，涉及一种射线探测电路。

背景技术

在射线探测领域，常常需要对射线到达的时间信息及能量信息进行测量，即，将射线的时间信息及能量信息转换为电信号，再通过电子学技术转换为数据记录下来。

对于时间信息的测量，就是通常所说的定时，根据需求又衍生出各种不同的定时技术，如，常见的前沿定时、恒比定时、过零定时、高速采样定时等。如图1所示，最常用的前沿定时是当信号幅度超过某个阈值V_th时，比较器输出电平翻转，形成的数字脉冲输入时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)得到过阈时间t1、t2来表征时间信息。

对于能量信息的测量，通常有两种方法，一种是采用对信号进行采样积分的方法，即，通过模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)将幅度电压值数字化后求和积分，如图2中所示。另一种是过阈时间(Time Over Threshold，TOT)法，将信号放大成形后，用TDC测量过阈脉冲的前沿及后沿，得到脉冲过阈时间宽度来表征能量信息，如图3中所示。

传统的射线探测电路通常由测量时间信息的定时电路和测量能量信息的能量测量电路组成。其中，如图4所示，定时电路中主要包括放大器、比较器以及TDC；采用采样积分法的能量测量电路，如图5所示，主要包括放大器、ADC，采用TOT法的能量测量电路，如图6所示，主要包括放大器、比较器和TDC。

现有的射线探测电路设计较为复杂，而且如果线路板的布局稍有不慎，比较器的数字电路部分的噪声容易耦合到模拟电路部分，影响测量结果。因此，发明人认为，可以对现有的时间能量测量电路进行改进，在保证较高的测量精度的基础上，使其更加简单易实现。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于射线探测的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种射线探测电路，其中，包括：

射线信号放大模块以及TDC；

其中，所述射线信号放大模块用于接收原始射线信号，并将所述原始射线信号放大至饱和状态，得到饱和射线信号；

所述TDC用于接收所述饱和射线信号，并根据所述饱和射线信号的前、后沿时间，获得所述原始射线信号的时间信息和所述原始射线信号的能量信息。

可选的，所述将所述原始射线信号放大至饱和状态被设置为使得所述饱和射线信号具有与所述TDC的输入端相匹配的电平特性。

可选的，所述射线信号放大模块为高带宽放大器。

可选的，所述TDC根据所述饱和射线信号的前、后沿时间，获得所述原始射线信号的时间信息，具体包括：

所述TDC将所述饱和射线信号的前沿时间确定为所述原始射线信号的时间信息。

可选的，所述TDC根据所述饱和射线信号的前、后沿时间，获取所述原始射线信号的能量信息，具体包括：

所述TDC将所述饱和射线信号的后沿时间与前沿时间之差，确定为所述原始射线信号的能量信息。

根据本发明的一个实施例，可以简化射线探测电路的设计，同时实现射线的时间信息和能量信息的高精度测量。