一种应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路和测量方法技术

本发明专利技术涉及辐射剂量测量技术领域，具体公开了一种应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路和测量方法，测量电路包含缓冲模块、预采样模块、信号调理模块、测量模块及主控模块的动态量程测量电路，通过预采样模块先于测量模块获取信号幅值并通过信号调理模块动态调整信号参数，测量模块测量缓冲模块中同步缓冲的信号，最终在主控模块中处理并叠加信号调理模块参数得到最终测量结果。本发明专利技术在测量范围较广的测量情况下可实现较少的档位设置及较高的灵敏度，能够在动态缓冲模式下实现对脉冲信号的精确测量。号的精确测量。号的精确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路和测量方法


[0001]本专利技术涉及辐射剂量测量
，具体为一种应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路和测量方法。

技术介绍

[0002]在辐射剂量测量领域通常需要较大的测量范围以满足辐射计量需求，当前常见的ADC(Analog to Digital Converter模拟数字转换器)架构均需要以基准电压对输入信号进行二进制比较量化，因此，当ADC的分辨率及基准电压参数确定时，测量范围越大则最低有效位(1LSB)数值越大，这意味着测量精度的降低。
[0003]设计剂量仪的测量方案通常采用运算放大器级连ADC对信号进行放大测量，此方案需要使用下列公式评估测量精度：
[0004][0005][0006][0007][0008]式中，FSR为ADC满量程范围，与剂量仪的测量范围对等；V
REF
为输入ADC的基准电压值；A为运放对输入信号的增益；1LSB为最低有效位，表示满量程输入范围的最小单位；n为ADC分辨率；Sensitivity为ADC灵敏度，与测量精度成正比，是决定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路，其特征在于，包括缓冲模块、预采样模块、信号调理模块、测量模块和主控模块；所述缓冲模块内并联多个包含缓冲电容的缓冲结构，通过控制缓冲电容充放电实现对信号的缓冲；所述预采样模块包括级联的运放电路A1与ADC1，运放电路A1对输入信号进行放大，使得ADC1能对全量程范围内的信号进行快速粗采样，并将粗采样结果发送给主控模块；所述信号调理模块包括由运放电路A3构成的电压转换电路、运放电路A2及DAC；主控模块根据预采样模块测量结果控制DAC及运放电路A2输出偏移电压；所述偏移电压和缓冲模块输出的缓冲信号输入到运放电路A3，实现对缓冲信号进行电压电平转换；所述测量模块包括级联的运放电路A4与ADC2，运放电路A4对输入的转换信号进行放大，并输出到ADC2进行精确测量，并把精确测量值输出到主控模块进行处理得到最终测量结果。2.根据权利要求1所述的应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路，其特征在于，所述运放电路A2的运算放大器输出端串联有可变电阻R
G3
和电阻R
L
，可变电阻R
G3
两端并联有开关S
w
，在需要进行衰减时开关S
w
断开控制可变电阻R
G3
阻值以衰减DAC输出电压得到偏移电压，当S
w
闭合则不衰减DAC输出得到偏移电压；所述运放电路A3包括差分运放、可变电阻R
G1
和R
G2
；运放电路A2输出的偏移电压通过可变电阻R
G1
输入到差分运放负相输入端，所述缓冲模块输出的缓冲信号并通过可变电阻R
G2
输入到差分运放的正相输入端，通过控制可变电阻R
G1
和R
G2
实现增益控制，缓冲信号与偏移电压的电压差经放大得到转换信号；可变电阻R
G2
远离差分运放的一端通过开关S
A
接地，开关S
A
用于在缓冲模块关闭输出时闭合使得差分运放正相输入端接入参考零电位，此时差分运放输入端差分电压等于偏移电压经放大后得到转换信号，测量模块高精度ADC2测量该信号再由主控模块处理得到准确的偏移电压值，完成偏移电压测量后开关S
A
断开。3.根据权利要求2所述的应用于辐射剂量测定的动态量程测量电路，其特征在于，所述缓冲模块包括信号输入开关S
IN
、信号输出开关S
OUT
、缓冲开关S
N1
、放电开关S
N0
和缓冲电容C
N
；输入信号通过信号输入开关S
IN
输入，缓冲开关S
...

【专利技术属性】
技术研发人员：程金星，王庆波，于艾，杨建，温伟伟，吴友朋，张悦，
申请(专利权)人：中国测试技术研究院辐射研究所，
类型：发明
国别省市：