定时电路、读出电路、闪烁探测器及定时方法技术

本发明专利技术提供了一种定时电路、读出电路、闪烁探测器及定时方法，该定时电路包括：信号源、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一触发电路和第二触发电路。其中，信号源产生的信号分为第一路信号和第二路信号；第一比较器的输入端接收第一路信号；第二比较器的输入端接收第二路信号，第二比较器的比较阈值大于第一比较器的比较阈值；第三比较器的输入端连接至第一比较器的输出端；第一触发电路的输入端连接至第三比较器的输出端；第二触发电路的输入端连接至第二比较器的输出端，第二触发电路的输出端用于向第一触发电路传送开门信号，以触发第一触发电路输出定时信号。本发明专利技术的技术方案既保证了定时电路简单可行，又能够满足定时精度的要求。

【技术实现步骤摘要】
定时电路、读出电路、闪烁探测器及定时方法
本专利技术涉及定时
，具体而言，涉及一种定时电路、读出电路、闪烁探测器及定时方法。
技术介绍
闪烁探测器是射线探测领域的一种常用探测器，通常由闪烁体、光电转换器件以及读出电路构成。当射线入射并与闪烁体发生作用时，会将能量沉积在闪烁体里面，然后被转换为闪烁光，闪烁光被光电转换器件收集后转换为电信号，然后通过读出电路处理后得到入射射线的相关信息。很多时候技术人员需要精确测量射线的时间信息，比如正电子寿命谱仪测量、飞行时间正电子发射断层成像(Timeofflight-PositronEmissionComputedTomography，简称TOF-PET)等，需要时间测量精度越高越好。闪烁探测器对于射线的时间测量精度，除了与闪烁体的发光特性、尺寸形状以及光电转换器件的时间特性有关以外，还与读出电路的定时精度有关。对于定时精度要求较高的场合，一般会采用低阈值的前沿定时方法，因为当射线与闪烁体发生作用时，最初产生的几个闪烁光子的时间精度是最高的，最能代表射线到达的时间，所以能产生最佳定时效果的定时阈值往往会很低。而将定时阈值设置的很低时，往往会因为电路本身的噪声而产生许多误触发，而这些误触发需要通过加入能量判选条件过滤掉，而且除了噪声误触发的信号以外，那些幅度较低的信号往往也是需要去除的。现有的一种处理方法是将前端读出电路分两路得到定时信号和能量信号，然后通过在FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程逻辑门阵列)里对能量信号进行判断，挑选出幅度满足一定要求的信号。这种处理方法较为简单，但是噪声对定时信号的误触发以及无用的小幅度信号会增加系统的处理负担，也增加了后续处理的复杂程度。因此，如何能够保证定时电路既简单可行，又能够满足定时精度的要求成为亟待解决的技术问题。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种定时电路、读出电路、闪烁探测器及定时方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。本专利技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的第一方面，提供了一种定时电路，包括：信号源，所述信号源产生的信号分为第一路信号和第二路信号；第一比较器，所述第一比较器的输入端接收所述第一路信号；第二比较器，所述第二比较器的输入端接收所述第二路信号，所述第二比较器的比较阈值大于所述第一比较器的比较阈值；第三比较器，所述第三比较器的输入端连接至所述第一比较器的输出端；第一触发电路，所述第一触发电路的输入端连接至所述第三比较器的输出端；第二触发电路，所述第二触发电路的输入端连接至所述第二比较器的输出端，所述第二触发电路的输出端用于向所述第一触发电路传送开门信号，以触发所述第一触发电路输出定时信号。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，还包括：放大电路，所述放大电路连接至所述信号源，用于对所述信号源产生的信号进行放大。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，所述第三比较器的比较阈值小于所述第一比较器输出的数字信号的幅值。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，所述第一触发电路和所述第二触发电路均为触发器。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，所述触发器为D触发器。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，所述第一触发电路为第一D触发器，所述第二触发电路为第二D触发器；所述第一D触发器的时钟输入端连接至所述第三比较器的输出端，所述第一D触发器的复位端接高电平，所述第一D触发器的第一输出端通过延迟电路连接至所述第二D触发器的复位端，所述第一D触发器的第二输出端用于输出定时信号；所述第二D触发器的时钟输入端连接至所述第二比较器的输出端，所述第二D触发器的数据输入端和置位端接高电平，所述第二D触发器的第一输出端连接至所述第一D触发器的置位端，所述第二D触发器的第二输出端连接至所述第一D触发器的数据输入端。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于闪烁探测器的读出电路，包括：如上述第一方面所述的定时电路。根据本专利技术的第三方面，提供了一种闪烁探测器，包括：如上述第二方面所述的用于闪烁探测器的读出电路。根据本专利技术的第四方面，提供了一种定时电路的定时方法，所述定时电路包括信号源、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一触发电路和第二触发电路，其中，所述定时方法包括：将所述信号源产生的信号分为第一路信号和第二路信号；通过所述第一比较器将所述第一路信号和第一比较阈值进行比较，以输出第一数字信号；通过所述第二比较器将所述第二路信号和第二比较阈值进行比较，以输出第二数字信号，所述第二比较阈值大于所述第一比较阈值；将所述第一数字信号输送至所述第三比较器，并将所述第三比较器的输出信号输入至所述第一触发电路；将所述第二数字信号输送至所述第二触发电路，将所述第二触发电路的输出信号作为所述第一触发电路的开门信号输送至所述第一触发电路，以触发所述第一触发电路输出定时信号。在本专利技术的一些实施例中，基于前述方案，所述第三比较器的比较阈值小于所述第一比较器输出的数字信号的幅值。在本专利技术的一些实施例所提供的技术方案中，通过使第二比较器的比较阈值大于第一比较器的比较阈值，且第二路信号通过第二比较器和第二触发电路之后产生第一触发电路的开门信号，使得仅在信号的幅度达到要求(即大于第二比较器的比较阈值)时，才能触发最终的定时信号的输出，这样可以过滤掉无用的干扰信号，提高了定时电路的抗干扰能力。同时，为了保证第二比较器输出的信号早于第一比较器输出的信号到达触发电路来实现“开门”的功能，本专利技术实施例的技术方案在第一比较器之后设置了第三比较器，以通过比较器的传输时间进行延迟，由于比较器的传输时间的稳定，因此对定时电路的定时精度影响很小，并且在印刷线路板上也很容易实现，基本不会增加印刷线路板的规模，也不会带来明显的额外功耗。可见，本专利技术实施例的技术方案既保证了定时电路简单可行，又能够满足定时精度的要求。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一个实施例的定时电路的结构示意图；图2示意性示出了根据本专利技术的实施例的低阈值比较器和高阈值比较器输出的信号的时序图；图3示意性示出了根据本专利技术的实施例的LC延迟电路的结构图；图4示出了根据本专利技术的另一个实施例的定时电路的结构示意图；图5示出了D型触发器的管脚定义及逻辑关系示意图；图6示出了根据本专利技术的实施例的第一触发器和第二触发器的连接关系示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定时电路，其特征在于，包括：信号源，所述信号源产生的信号分为第一路信号和第二路信号；第一比较器，所述第一比较器的输入端接收所述第一路信号；第二比较器，所述第二比较器的输入端接收所述第二路信号，所述第二比较器的比较阈值大于所述第一比较器的比较阈值；第三比较器，所述第三比较器的输入端连接至所述第一比较器的输出端；第一触发电路，所述第一触发电路的输入端连接至所述第三比较器的输出端；第二触发电路，所述第二触发电路的输入端连接至所述第二比较器的输出端，所述第二触发电路的输出端用于向所述第一触发电路传送开门信号，以触发所述第一触发电路输出定时信号。

【技术特征摘要】
1.一种定时电路，其特征在于，包括：信号源，所述信号源产生的信号分为第一路信号和第二路信号；第一比较器，所述第一比较器的输入端接收所述第一路信号；第二比较器，所述第二比较器的输入端接收所述第二路信号，所述第二比较器的比较阈值大于所述第一比较器的比较阈值；第三比较器，所述第三比较器的输入端连接至所述第一比较器的输出端；第一触发电路，所述第一触发电路的输入端连接至所述第三比较器的输出端；第二触发电路，所述第二触发电路的输入端连接至所述第二比较器的输出端，所述第二触发电路的输出端用于向所述第一触发电路传送开门信号，以触发所述第一触发电路输出定时信号。2.根据权利要求1所述的定时电路，其特征在于，还包括：放大电路，所述放大电路连接至所述信号源，用于对所述信号源产生的信号进行放大。3.根据权利要求1所述的定时电路，其特征在于，所述第三比较器的比较阈值小于所述第一比较器输出的数字信号的幅值。4.根据权利要求1所述的定时电路，其特征在于，所述第一触发电路和所述第二触发电路均为触发器。5.根据权利要求4所述的定时电路，其特征在于，所述触发器为D触发器。6.根据权利要求5所述的定时电路，其特征在于，所述第一触发电路为第一D触发器，所述第二触发电路为第二D触发器；所述第一D触发器的时钟输入端连接至所述第三比较器的输出端，所述第一D触发器的复位端接高电平，所述第一D触发器的第一输出端通过延迟电路连接至所述第二D触发器的复位...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐浩辉，李道武，章志明，王英杰，柴培，杨明洁，魏龙，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11