[发明专利]一种高效的闪烁晶体性能测量方法

说明书

本申请公开一种高效的闪烁晶体性能测量方法，由高速模数转换器把描述闪烁晶体性能产生的模拟信号进行波形数字化，经过基线消除和极性变换后，在测量控制信号的甄别和筛选下，获取合适的或者需要的波形事例，再经过由计数器、微分器、积分器、延迟器等构成的测量单元的测量下，实现波形的参数测量和统计，进而得到闪烁晶体的性能，最终测量数据存入存储器并被读出。与示波器或采集板卡采集方法相比，这种方法可以采用多种参数进行灵活甄别、实现实时测量和测量结果存储，因此具有测量效率高、波形测量参数可配置、兼容性强，数据传输压力小等优点。

技术领域

本申请涉及晶体测量技术领域，更具体地说，涉及一种高效的闪烁晶体性能测量方法。

背景技术

闪烁晶体是一种辐射探测器件,广泛应用于高能物理实验、安检、医学PET成像、环境检测等方面。特别是PET成像领域使用大量的闪烁晶体，如BGO闪烁晶体、LYSO闪烁晶体等，这些闪烁晶体的光产额性能、均匀性和线性度等性能影响着成像的质量。

目前，在不同应用中闪烁晶体的性能测量主要采用示波器测量、通用采集卡+PC离线处理的方法。示波器测量，通过设置合适触发阈值示波器实时抓取波形，适合观察信号波形和简单分析，但不便于保存分析结果和定制分析算法；通用采集卡+PC离线处理的方法可以在PC机上对采集的数据进行各种算法处理，但是对信号甄别能力有限，获取期望波形的效率较低，降低了实时处理性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种高效的闪烁晶体性能测量方法，能够实现信号波形高效甄别，实时测量和保存波形的多种参数，提高测量效率。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种高效的闪烁晶体性能测量方法，包括：ADC转换单元、测量控制单元、缓存与预处理单元、波形参数测量单元、波形参数LUT控制单元、FIFO存储、RAM存储单元，其中，

所述ADC转换单元，用于接收代表闪烁晶体性能信息的模拟信号，并对其进行波形数字化，并把转换后的数字信号发送至缓存和预处理单元；；

所述测量控制单元，由配置寄存器、定时器以及数据包标识发生器组成等组成，用于在设置的时间间隔内测量数字化的波形信号，所述定时器是用于设置测量时间长度以实现计数率测量，所述数据包标识发生器在启动测量时产生一个数据包标识，用于区分相邻采集次数下的测量数据；

所述缓存和预处理单元，在阈值与定时控制单元的控制下，接收ADC转换单元输出的数字信号，用于获取波形的基线，进行波形极性判断和变换，使输出的波形是消除基线的正极性信号；

所述波形参数测量单元，由寄存器、比较器、计数器、差分器、积分器组成，在阈值模式和波形参数控制下，筛选消除基线后的波形信号，并且测量事例波形信号的波形参数数据，包括前沿时间长度、后沿时间长度、波形宽度、峰值高度和波形面积，实现不同事例波形的识别；

所述波形参数LUT控制单元，用于设置波形信号的时间参数阈值，如前沿时间、脉宽、后沿时间等，并且对满足时间阈值参数的事例波形时间参数进行统计并构成查找表以及根据统计结果进行反馈控制；

所述FIFO存储单元，用于接收波形测量单元输出的信号或数据包标识，并根据设置的模式把数据分别发送到波形参数LUT控制单元或者RAM存储单元；

所述RAM存储单元，用于接收所述FIFO存储单元的波形数据，以及波形参数LUT单元并在读出信号控制下将数据输出。

优选的，所述测量控制单元通过SPI总线或UART总线等设置定时器和配置寄存器，并且配置寄存器由阈值寄存器1、阈值寄存器2、阈值寄存器3组成，所述阈值寄存器1用于甄别所述的波形信号中的基线，所述阈值寄存器2和所述阈值寄存器3分别是波形甄别的高低阈值，用于选择甄别模式，实现对无阈值、高中低三种阈值甄别。