[实用新型]基于JESD204接口的8通道高速核成像电子学系统

说明书

本实用新型公开了一种基于JESD204接口的8通道高速核成像电子学系统，其特征在于，包括一SMA连接器，用于接收前端探测器产生的8路核脉冲信号；两ADC芯片，用于将核脉冲信号转换为数字化核脉冲信号输入FPGA模块；FPGA模块，用于处理输入的8路数字化核脉冲信号，并将处理结果发送到网络模块或者光纤接口；一时钟模块，用于为FPGA模块、两ADC芯片提供工作时钟；一存储器，用于存储FPGA模块工作的逻辑代码；一GTP电源，用于为FPGA模块内部的高速数据收发器提供工作电压；一网络模块，作为FPGA模块与计算机数据通信的桥梁；若干光纤接口，用来实现FPGA模块与若干外部板级设备之间的高速数据通信。

技术领域

本实用新型属于核成像领域，尤其涉及一种基于JESD204接口的8通道高速核成像电子学系统。

背景技术

核成像作为一种先进的成像技术，目前已经在医疗诊断、国防安全、核电站监测、核事故处理等多个领域得到了广泛应用。目前主流的核成像设备包括：CT、PET等高端医学诊疗设备，用于放射源定位与搜寻、核电站内部放射性热点监测、核退役、后处理等方面的gamma 成像仪。

核成像系统主要由探测器系统、核成像电子学系统、图像处理系统三部分组成，如图1 所示。核成像电子学系统作为关键子系统之一，承担着核信号采集、核信号处理以及核信号传输等承上启下的工作，尤其是在核信号采集方面，其性能尤为关键。因为前端探测器获得的成像信息首先在探测器内部被转换成多路核脉冲信号，这些信号立即被核成像电子学系统的ADC采集，之后转换为数字信号，再传输到FPGA进行信号处理以及信号传输。所以ADC 采集的精度越高、采样速度越快，就越能完整的保存成像信息，从而最终获得高分辨率的图像信息。

从2001年基于LVDS数据传输接口的多通道高速ADC问世以来，其性能指标越来越好，数据传输速率最高1Gbps。目前为止，对于8通道ADC而言，其采样率可到100MSPS，采样精度可达12bit。它作为模拟信号与数字信号的桥梁，在所有的电子学领域中大放异彩，更是由于核成像系统中信号的高速、多通道特性，使得目前几乎所有的核成像电子学系统(基于ASIC芯片的核成像系统除外)都采用了基于LVDS接口的多通道ADC来获取探测器信号。

随着ADC采样率、通道密度不断提高，数据的吞吐量也越来越大，现有的LVDS接口已经很难满足高采样率、多通道ADC的数据传输接口设计需求，业界需要一种比LVDS更快速、节能的数字接口，因此出现了新型的基于JESD204数据传输接口的多通道ADC，其数据传输速率最高3.125Gbps。

为了获得更高的核成像图像精度，核脉冲信号被ADC数字化的过程中，ADC的采样率越高，越能保存完整的脉冲信息，从而提升后端的图像精度。本申请采用了业界基于JESD204 接口的4通道高速ADC芯片—AD9639，xilinx公司的高性能virtex5系列FPGA以及业界可级联的高集成度电源模块LTM4644，提出了一种新的8通道高速核成像电子学解决方案。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种基于JESD204接口的8通道高速核成像电子学系统，本申请同时处理8路前端探测器脉冲信号，每通道的信号采样率高达200MSPS，精度为12bit，能极大的提高核成像电子学系统的数据采集能力和最终的成像精度。

本实用新型使用2片AD9639芯片与xilinx virtex5系列FPGA相结合，实现8通道核脉冲信号同时采集、200MHz采样率、12bit采样精度的高速数据采集硬件系统。

本实用新型的技术方案为：

一种基于JESD204接口的8通道高速核成像电子学系统，其特征在于，包括

一SMA连接器，用于接收前端探测器产生的8路核脉冲信号；