为了提供一种AD转换器的输出误差小的高精度的模拟‑数字转换系统，在测量期间TL与对采样周期S乘以采样数N而得的结果不一致的情况下，从测量期间TL的开始时间到第(N‑1)次的采样为止，以固定的采样周期S进行采样，在第(N‑1)次与第N次的采样的时间间隔变为采样周期S的预先确定好的系数k倍的定时进行第N次采样，此时，将k的值设定为根据N的值预先求出的非整数的最佳值，由此使AD转换器的检测值的误差为最小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有低噪声且宽动态范围的模拟-数字转换器系统。
技术介绍
作为在医疗用图像诊断装置、例如CT(计算机断层，ComputedTomography)扫描中使用的模拟-数字转换电路(AD转换电路)的特性，希望兼顾低噪声且宽动态范围的特性。具体来说，由于通过低密度的身体部位的放射线非常强，因此为了将检测放射线而得的模拟信号转换为数字信号，认为需要120dB的动态范围的AD转换电路。但是另一方面，由于通过骨骼或较大的被摄体的放射线非常弱，因此要求AD转换电路为极低噪声。为了解决这2个课题，专利文献1及专利文献2中公开了一种模拟-数字转换电路，其使用动态范围受限的AD转换器、积分电路、以及比较器，通过积分放大电路对检测到放射线的检测器的输出进行积分，并通过AD转换器对积分放大电路的输出进行采样而转换为数字信号。AD转换器在预定的测量期间中以预定的样本周期对积分电路的输出进行多次采样。在比较器检测到积分放大电路的输出达到预定的上限电压电平这一情况的情况下，将积分放大电路的输出重置到预定的下限电压电平。由此，通过动态范围受限的AD转换器，可将强度大的放射线转换为数字信号的电路结构。另外，在专利文献1中，为了降低AD转换器的噪声，具备：在AD转换器的样本事件中通过检测器使积分放大电路断路的断路电路、以及在积分放大电路重置时通过反馈电容器使积分放大电路断路的断路电路等。由此，公开了能够将强度小的放射线低噪声地转换为数字信号的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2008-541576号公报专利文献2：美国专利第7136005号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题已知，当AD转换器在所输入的电压信号大于电压阈值时，所检测的值产生误差。产生这种测量误差的过程，可以通过由如下所示的若干个电路动作造成的误差来进行说明。例如，如图1中的(a)所示，若所输入的电压信号接近设计时设想的最大输入范围并大于电压阈值，则构成AD转换器的比较器的输入补偿电压具有减少或增加的特性(图1中的(a)的V025或者V026)，从而使AD转换器的检测值产生误差。另外，作为另一种现象，在从大幅超过电压阈值的电位S017’向S017的重置中，由于伴随着较大的电压变动，因此将对电路施加比通常大的噪声，由此认为采样S017的检测值所具有的误差会增加。在产生该现象时，仍可以认为采样S017’的检测值具有较大测量误差。这样通过各种电路动作将使AD转换器产生测量误差，但是在本申请说明书中，将使用对随着向AD转换器的输入电压所设想的范围的边缘行进，AD转换器的输入补偿电压产生变化且测量误差增大这样的简化模型来进行说明。另外，在图1中的(a)中，为了使说明简单，示出了对电压增高的方向(从V022向V023施加)使AD转换器的测量误差增加的情况，但是在实际的电路特性中，也可以对电压降低的方向(从V022向V021施加)，使AD转换器的测量误差增大。使用具有这种电路特性的AD转换器，如专利文献1、2中提出的模拟-数字转换电路，在AD转换器在1个测量期间TL中进行多次采样的电路中，如图1中的(b)所示，当某个采样S016中的输入电压(积分放大电路的输出)比电压阈值稍小时，下一个采样S017’的输入电压以与1个采样周期S1对应的量超过了电压阈值。在AD转换器检测该采样S017’的电压后，重置积分放大电路的输出。因此，AD转换器的采样S017’的检测值包含输入补偿电压的变动部分的误差。另外，在为了将X射线CT装置的X射线的检测器的输出信号转换为数字信号而使用模拟-数字转换电路的情况下，测量期间TL对应于视图的间隔而由X射线CT装置的系统结构或拍摄条件(旋转速度等)来决定。另一方面，AD变化器的采样周期由ASIC的动作规格来决定。因此，有时测量期间与对AD转换器的采样周期乘以采样数而得的结果不一致。另外，在X射线CT装置的情况下，由于搭载有X射线检测器等的旋转圆盘的旋转不均匀，从而存在视图间隔也产生不均匀，使测量期间延长或缩短的情况。这样，在测量期间不是采样周期的整数倍的情况下、在测量期间延长或缩短的情况下，为了在测量期间中进行预定次数的采样，需要使某一个采样间隔延长或缩短的技术。这种状况下，在使采样间隔之一延长时，若如图2所示延长的采样间隔(S026与S027’的间隔)包含到达电压阈值的定时，则采样S027’的时刻的输入电压以与延长的采样周期SL相对应的部分超过电压阈值。因此，相比于图1的采样S017’的检测值，AD转换器的采样S027’的检测值包含更大的误差。本专利技术的目的在于，提供一种AD转换器的输出误差小的高精度的模拟-数字转换系统。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的模拟-数字转换系统在测量期间与对采样周期乘以采样数而得的结果不一致时，从测量期间的开始时间直至第(N-1)次采样为止，以一定的采样周期S进行采样，在第(N-1)次与第N次采样的时间间隔为采样周期S的预先确定好的系数k倍的定时进行第N次的采样。此时，将k的值设定为根据N的值而预先求出的非整数的最佳值，由此使AD转换器的检测值的误差为最小。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种能够使AD转换器的检测值的误差为最小的高精度的模拟-数字转换系统。附图说明图1中，(a)是表示AD转换器的输入补偿电压的特性的图表，(b)是表示基于现有的AD转换系统的测量期间TL内的采样的说明图。图2是表示在现有的AD转换系统中，当采样间隔变宽时的检测误差VML的说明图。图3是第1实施方式的AD转换系统的框图。图4是表示AD转换系统所延长的采样间隔SL为采样间隔S的整数倍的情况的说明图。图5是表示第1实施方式的AD转换系统的采样间隔S和SL、以及检测误差VML的说明图。图6是表示第1实施方式的AD转换系统的时间比k与AD转换器0112的输出误差的变化量的关系的图表。图7是按采样数N表示对第1实施方式的AD转换系统的检测误差进行抑制的时间比k的图表。图8是表示第1实施方式的AD转换系统的各电路的输出信号的图表。图9是表示第1实施方式的采样定时调解电路0113的动作的流程图。图10是表示第1实施方式的采样定时调解电路0113求取测量期间(视图间隔)时使用的表格(通常拍摄时(1200张(视图)/旋转)的说明图。图11是表示第1实施方式的采样定时调解电路0113求取测量期间(视图间隔)时使用的表格(高速拍摄时(2880张(视图)/旋转)的说明图。图12是表示第2实施方式的采样定时调解电路0113的动作的流程图。图13是表示第2实施方式的AD转换系统的采样间隔S和SL的说明图。图14是表示第2实施方式的AD转换系统的采样间隔S和SL的说明图。图15是表示第3实施方式的采样定时调解电路0113的动作的流程图。图16是表示第3实施方式的AD转换系统的采样间隔S和SL的说明图。图17是表示第4实施方式的采样定时调解电路0113的动作的流程图。图18是表示第4实施方式的AD转换系统的采样间隔S2的说明图。图19是表示第2或第3实施方式的采样的一例的说明图。图20是表示第2或第3实施方式的采样的一例的说明图。图21是表示第2或第3实施方式的采样的一例的说明图。图22是表示第2或第3实施方式的采样的一例的说明图。图23是表示第4实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟‑数字转换系统，其特征在于，该模拟‑数字转换系统具有：模拟‑数字转换器，每当经过所指定的测量期间时，该模拟‑数字转换器重复进行在所述测量期间内以样本数N对从模拟电路输出的模拟信号进行采样的动作；重置电路，如果所述模拟‑数字转换器采样而得的信号值超过了预先确定的上限电压，该重置电路在每当所采样而得的信号值超过所述上限电压时，重复进行使所述模拟信号的电压下降至下限电压而输入至所述模拟‑数字转换器的动作；以及定时电路，其对所述模拟‑数字转换器指示对所述模拟信号进行采样的定时，从所述测量期间的开始时间至第(N‑1)次采样为止，所述定时电路以固定的采样周期S进行指示，并在第(N‑1)次与第N次采样的时间间隔变为所述采样周期S的预先确定的系数k倍的定时，指示第N次采样，所述系数k为根据所述样本数N而预先求出的值，且为非整数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.18 JP 2014-1661441.一种模拟-数字转换系统，其特征在于，该模拟-数字转换系统具有：模拟-数字转换器，每当经过所指定的测量期间时，该模拟-数字转换器重复进行在所述测量期间内以样本数N对从模拟电路输出的模拟信号进行采样的动作；重置电路，如果所述模拟-数字转换器采样而得的信号值超过了预先确定的上限电压，该重置电路在每当所采样而得的信号值超过所述上限电压时，重复进行使所述模拟信号的电压下降至下限电压而输入至所述模拟-数字转换器的动作；以及定时电路，其对所述模拟-数字转换器指示对所述模拟信号进行采样的定时，从所述测量期间的开始时间至第(N-1)次采样为止，所述定时电路以固定的采样周期S进行指示，并在第(N-1)次与第N次采样的时间间隔变为所述采样周期S的预先确定的系数k倍的定时，指示第N次采样，所述系数k为根据所述样本数N而预先求出的值，且为非整数。2.根据权利要求1所述的模拟-数字转换系统，其特征在于，所述k为(M+0.3)≤k≤(M+0.5)，其中，M是不为负的整数。3.根据权利要求1所述的模拟-数字转换系统，其特征在于，所述定时电路指示的定时是，在第(N－2)次与第(N-1)次之间所述模拟信号到达所述上限电压的定时。4.根据权利要求1所述的模拟-数字转换系统，其特征在于，所述定时电路基于预先求出的多种的样本数N与对应于该样本数N的系数k之间的关系，取得并使用与所述样本数N对应的所述系数k。5.一种模拟-数字转换系统，其特征在于，该模拟-数字转换系统具有：模拟-数字转换器，在每当经过所指定的测量期间时，该模拟-数字转换器重复进行在所述测量期间内以样本数N对从模拟电路输出的模拟信号进行采样的动作；重置电路，如果所述模拟-数字转换器采样而得的信号值超过了预先确定的上限电压，该重置电路在每当所采样而得的信号值超过所述上限电压时，重复进行使所述模拟信号的电压下降至下限电压来输入至所述模拟-数字转换器的动作；以及定时电路，其对所述模拟-数字转换器指示对所述模拟信号进行采样的定时，所述定时电路根据所述测量期间的长度来...
【专利技术属性】
技术研发人员：小野内雅文，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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