CN108680587B - 一种检测电路、信号处理方法和平板探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种检测电路、信号处理方法和平板探测器,其中,检测电路包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、重置子电路和输出子电路,其中,重置子电路,与参考输入端、第一节点和第二节点连接,用于将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并向第一节点提供第一节点的信号。本发明实施例通过设置重置子电路实时根据第二节点的信号调整第一节点的信号,并根据第一节点的信号重置光敏器件的信号,能够在下一次光照前快速且准确重置光电二极管上的电荷量,消除了光电二极管的残留电荷,保证了画面的良好效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及检测技术领域,具体涉及一种检测电路、信号处理方法和平板探测器。
背景技术
近年来平板探测技术取得飞跃性的发展,平板探测技术可分为直接和间接两类,其关键部件是获取图像的平板探测器。具体的,X射线平板探测器包括X射线转换层、光电二极管、薄膜晶体管等,其中,X射线平板光探测器的工作原理为:X射线转换层经X射线曝光后,将X射线转换为电信号,通过薄膜晶体管将光电二极管上的电荷量读取,并转换为数字信号,送往计算机图像处理系统进行处理。
经发明人研究发现,如果前一帧的光照过强,光电二极管上的电荷量就会过多,使得光电二极管上的电荷在重置阶段也无法消除干净,对下一次光照时光电二极管上的电荷量的读取造成干扰,导致画面残留的不良现象。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种检测电路、信号处理方法和平板探测器,能够在下一次光照前快速且准确重置光电二极管上的电荷量,保证了画面的良好效果。
第一方面,本发明实施例提供了一种检测电路,包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、输出子电路和重置子电路;
所述光敏器件,分别与电位输入端和控制子电路连接;
所述控制子电路,与扫描信号端和计算子电路连接,用于在扫描信号端的控制下,向计算子电路提供光敏器件的信号;
所述计算子电路,与第一节点和第二节点连接,用于将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;
所述重置子电路,与参考输入端、第一节点和第二节点连接,用于向第一节点提供参考输入端的信号,或用于将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;
所述输出子电路,与第二节点连接,用于将第二节点的信号输出。
可选地,所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器和第二开关;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一减法器的第一输入端分别与第三节点和参考输入端连接,第二输入端接地,输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一电阻的第一端与第三节点连接,第二端与第二电阻的第二端连接;
所述第二电阻的第一端接地,第二端与第三电阻的第二端连接;
所述第三电阻的第一端与参考输入端连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;
所述第四电阻的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;
所述第五电阻的第一端与第四电阻的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;
所述第一减法器的输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
可选地,所述第一电阻、所述第三电阻和所述第五电阻的阻值相同。
可选地,所述控制子电路包括:晶体管;
所述晶体管的控制极与扫描信号端连接,第一极与光敏器件连接,第二极与计算子电路连接。
可选地,所述计算子电路包括:第二减法器、第三开关和可变电容;
所述第二减法器的第一输入端与第一节点连接,第二输入端与所述控制子电路连接,输出端与第二节点连接;
所述第三开关的第一端与所述第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述可变电容的第一端与所述第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接。
可选地,所述计算子电路还包括:第四开关和可变电阻;
所述第四开关的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述可变电阻的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接。
可选地,所述输出子电路包括:去噪元件和转换元件;
所述去噪元件,分别与第二节点和转换元件连接,用于对第二节点的信号进行去噪处理,并向转换元件提供处理后的信号;
所述转换元件,与信号输出端连接,用于将处理后的信号进行模数转化处理,并向信号输出端提供模数转换后的信号。
可选地,所述重置子电路包括:第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一减法器和第二开关;所述控制子电路包括:晶体管;所述计算子电路包括:第二减法器、第三开关、可变电容、第四开关和可变电阻;所述输出子电路包括:去噪元件和转换元件;其中,
所述第二减法器的第一输入端与第一节点连接,第二输入端与晶体管的第二极连接,输出端与可变电阻的第一端连接;
所述第三开关的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述可变电容的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述第四开关的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述可变电阻的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述去噪元件,分别与第二节点和转换元件连接,用于对第二节点的信号进行去噪处理,并向转换元件输入处理后的信号;
所述转换元件,与信号输出端连接,用于将去噪处理后的信号进行模数转化处理,并向信号输出端提供模数转换后的信号;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一电阻的第一端与第三节点连接,第二端与第二电阻的第二端连接;
所述第二电阻的第一端接地,第二端与第三电阻的第二端连接;
所述第三电阻的第一端与参考输入端连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;
所述第四电阻的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;
所述第五电阻的第一端与第四电阻的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;
所述第一减法器的输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
第二方面,本发明实施例还提供一种平板探测器,包括:上述检测电路。
第三方面,本发明实施例还提供一种信号处理方法,应用于上述检测电路中,包括:
扫描信号端向控制子电路提供打开信号,以使得光敏器件的信号提供给计算子电路;重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;
重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;输出子电路将第二节点的信号输出。
可选地,所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器和第二开关;
所述重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号包括:第二开关闭合,向第一节点提供参考输入端的信号;
所述重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点包括:第一开关闭合,第一减法器将第二节点的信号和和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点。
本发明实施例提供一种检测电路、信号处理方法和平板探测器,其中,该检测电路包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、输出子电路和重置子电路;其中,光敏器件,分别与电位输入端和控制子电路连接;控制子电路,与扫描信号端和计算子电路连接,用于在扫描信号端的控制下,向计算子电路提供光敏器件的信号;计算子电路,与第一节点和第二节点连接,用于将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;重置子电路,与参考输入端、第一节点和第二节点连接,用于向第一节点提供参考输入端的信号,或用于将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;输出子电路,与第二节点连接,用于将第二节点的信号输出。本发明实施例通过设置重置子电路实时根据第二节点的信号重置第一节点的信号,并根据第一节点的信号重置光敏器件的信号,能够在下一次光照前快速且准确重置光电二极管上的电荷量,消除了光电二极管的残留电荷,保证了画面的良好效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的检测电路的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的重置子电路的一个等效电路图;
图3为本发明实施例提供的重置子电路的另一等效电路图;
图4为本发明实施例提供的控制子电路的等效电路图;
图5为本发明实施例提供的计算子电路的等效电路图;
图6为本发明实施例提供的输出子电路的等效电路图;
图7为本发明实施例提供的检测电路的等效电路图;
图8为本发明实施例提供的检测电路的工作时序图;
图9为本发明实施例提供的信号变化示意图;
图10为本发明实施例提供的信号处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
图1为本发明实施例提供的检测电路的结构示意图,如图1所示,本发明实施例提供的检测电路包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、输出子电路和重置子电路。
在本实施例中,光敏器件,与电位输入端INPUT和控制子电路连接;控制子电路,与扫描信号端Gate连接和计算子电路连接,用于在扫描信号端Gate的控制下,向计算子电路提供光敏器件的信号;计算子电路,与第一节点N1和第二节点N2连接,用于将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;重置子电路,与参考输入端REF、第一节点N1和第二节点N2连接,用于向第一节点N1提供参考输入端REF的信号,或用于将第二节点N2的信号和参考输入端REF的信号进行处理以得到第一节点N1的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;输出子电路,与第二节点N2连接,用于将第二节点的信号输出。
可选地,光敏器件为光电二极管PIN;具体的,光电二极管PIN的阳极与电位输入端INPUT连接,阴极与控制子电路连接,其中,光敏器件的信号具体指的是光电二极管PIN的阴极电压。
需要说明的是,当光电二极管PIN为亮态时,扫描信号端Gate控制控制子电路关闭,当光电二极管PIN为暗态时,扫描信号端Gate控制控制子电路开启。
具体的,电位输入端INPUT输入的是固定电位的信号,用于为光电二极管PIN实现光电转换提供的电源。参考输入端REF持续提供直流信号。需要说明的是,可选地,参考输入端REF的信号的电压的具体数值本发明实施例对此不作任何限定,具体根据实际需求确定。
具体的,第一节点N1的信号的初始电压等于参考输入端REF的信号的电压。
需要说明的是,当光敏器件的信号与第一节点的信号相等时,即光电二极管此时达到暗态要求电位,并不存在残留电荷。
具体的,检测电路可以应用在平板探测器或者用在指纹识别中,另外,若应用在平板探测器中,平板探测器还包括:处理器,处理器用于获得输出的信号,并对输出信号进行分析,并根据分析结果控制检测电路。
本发明实施例通过对暗态时每个光电二极管的阴极电压的检测及运算,把光电二极管的阴极电压与参考输入端的信号的电压的差值作为电压补偿基准,使每个光电二极管的都有自己独立的补偿基准值,对存在残留电荷的光电二极管进行带补偿的重置,并在此检测光电二极管的本底电荷,确认其达到暗态要求电位,即消除画面残留。
本发明实施例提供的检测电路包括:包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、输出子电路和重置子电路;光敏器件,分别与电位输入端和控制子电路连接;控制子电路,与扫描信号端和计算子电路连接,用于在扫描信号端的控制下,向计算子电路提供光敏器件的信号;计算子电路,与第一节点和第二节点连接,用于将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;重置子电路,与参考输入端、第一节点和第二节点连接,用于向第一节点提供参考输入端的信号,或用于将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;输出子电路,与第二节点连接,用于将第二节点的信号输出。本发明实施例通过设置重置子电路实时根据第二节点的信号重置第一节点的信号,并根据第一节点的信号重置光敏器件的信号,能够在下一次光照前快速且准确重置光电二极管上的电荷量,消除了光电二极管的残留电荷,保证了画面的良好效果。
可选地,图2为本发明实施例提供的重置子电路的一个等效电路图,如图2所示,本发明实施例提供的重置子电路的一个等效电路图,如图2所示,本发明实施例提供的重置子电路包括:第一开关K1、第一减法器和第二开关K2。
具体的,第一开关K1的第一端与第二节点N2连接,第二端与第三节点N3连接;第一减法器的第一输入端分别与第三节点N3和参考输入端REF连接,第二输入端接地,输出端与第一节点N1连接;第二开关K2的第一端与参考输入端REF连接,第二端与第一节点N1连接。
具体的,第一开关K1由处理器控制断开和闭合,当第一开关K1闭合时,第二节点N2的信号的电压等于第三节点N3的信号的电压,即向第三节点N3提供第二节点N2的信号,直至第二节点N2的信号的电压等于0。可选的,在逻辑电路中,第一开关可以通过逻辑信号控制,本发明实施例对此不作任何限定。
具体的,第二开关K2由处理器控制断开和闭合,在光电二极管PIN由亮态转为暗态时,第二开关K2闭合,此时,第一节点N1与参考输入端REF连接,向第一节点提供参考输入端的信号,在阈值时间段后,第二开关K2断开,此时,第一节点与参考输入端没有连接关系,向第一节点提供经处理后的参考输入端的信号和第二节点的信号。可选的,在逻辑电路中,第二开关可以通过逻辑信号控制,本发明实施例对此不作任何限定。
可选地,图3为本发明实施例提供的重置子电路的另一等效电路图,如图3所示,本发明实施例提供的重置子电路包括:第一开关K1、第一减法器、第二开关K2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5。
具体的,第一开关K1的第一端与第二节点N2连接,第二端与第三节点N3连接;第一电阻R1的第一端与第三节点N3连接,第二端与第二电阻R2的第二端连接;第二电阻R2的第一端接地,第二端与第三电阻R3的第二端连接;第三电阻R3的第一端与参考输入端REF连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;第四电阻R4的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;第五电阻R5的第一端与第四电阻R4的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;第一减法器的输出端与第一节点N1连接;第二开关K2的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
如图3所示,第一电阻、第二电阻和第三电阻并联,各个电路的具体的阻值根据实际需求确定,本发明实施例对此不做任何限定。
可选地,第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5的阻值相同,
在本实施例中,第一节点N1的信号的电压V1满足公式
其中,Vref为参考输入端REF的信号的电压,V2为第二节点N2的电压,第三节点N3的电压等于第二节点N2的电压,且等于参考输入端REF的信号的电压与光电二极管PIN的阴极电压Vpin的差值,即V2=Vref-Vpin。
优选地,第一电阻R1与第四电阻R4的阻值相同,此时,V1=2Vref-V2。
本发明实施例通过在重置电路中设置多个电阻能够控制第一节点N1的信号。
可选地,图4为本发明实施例提供的控制子电路的等效电路图,如图4所示,本发明实施例提供的控制子电路包括:晶体管M。
具体的,晶体管M的控制极与扫描信号端Gate连接,第一极与光敏器件连接,第二极与计算子电路连接。
可选地,晶体管M可以为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管。此外,考虑到低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流较小,因此,本发明实施例优选所有晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管,薄膜晶体管具体可以选择底栅结构的薄膜晶体管或者顶栅结构的薄膜晶体管,只要能够实现开关功能即可。
可选地,图5为本发明实施例提供的计算子电路的等效电路图,如图5所示,计算子电路包括:第二减法器、第三开关K3和可变电容C。
具体的,第二减法器的第一输入端与第一节点N1连接,第二输入端与控制子电路连接,输出端与第二节点N2连接;第三开关K3的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;可变电容C的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接。
在本实施例中,第三开关K3在光电二极管PIN由亮态转为处于暗态时断开,当第一节点的信号的电压等于光电二极管的阴极电压时,第三开关K3闭合,可选的,在逻辑电路中,第三开关可以通过逻辑信号控制,本发明实施例对此不作任何限定。
需要说明的是,在本实施例中,当光电二极管PIN处于暗态时,在阈值时间段内,光电二极管PIN不断释放累积的电荷,第二减法器对光电二极管PIN的阴极电压和第一节点的信号进行减法处理。
在本实施例中,通过第三开关K3和可变电容C来控制第二减法器的饱和值,可变电容C的电容越大,第二减法器的饱和值就越高,具体的,第二减法器的饱和值指的是第二减法器的最大输入值。
可选地,如图5所示,计算子电路还包括:第四开关K4和可变电阻R0。
具体的,第四开关K4的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点N2连接;可变电阻R0的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点N2连接。
在本实施例中,通过设置可变电阻R0控制第二减法器的输出,降低噪声,另外还通过第四开关K4来选择快速重置,当第四开关K4闭合时,可变电阻R0被短路,当第四开关K4关闭时,可变电阻R0开始滤波,具体的,第四开关K4是否开启,需要根据实际需求来确定,本发明实施例对此不作任何限定。
可选地,图6为本发明实施例提供的输出子电路的等效电路图,如图6所示,本发明实施例提供的输出子电路包括:去噪元件和转换元件。
具体的,去噪元件,与第二节点N2和转换元件连接,用于对第二节点N2的信号进行去噪处理,并向转换元件提供处理后的信号;转换元件,用于将处理后的信号进行模数转化处理,并输出模数转换后的信号。
可选地,去噪元件为相关双采样(Correlated Double Sample,简称CDS)装置。
可选地,转换元件为模数转换器(Analog Digital Converter,简称ADC)。
可选地,图7为本发明实施例提供的检测电路的等效电路图,如图7所示,重置子电路包括:第一开关K1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一减法器和第二开关K2;控制子电路包括:晶体管M;计算子电路包括:第二减法器、第三开关K3、可变电容C、第四开关K4和可变电阻R0;输出子电路包括:去噪元件和转换元件。
具体的,第二减法器的第一输入端与第一节点N1连接,第二输入端与晶体管M的第二极连接,输出端与可变电阻R0的第一端连接;第三开关K3的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;可变电容C的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;第四开关K4的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点N2连接;可变电阻R0的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点N2连接;去噪元件,分别与第二节点N2和转换元件连接,用于第二节点N2的信号进行去噪处理,并向转换元件提供处理后的信号;转换元件,用于将去噪处理后的信号进行模数转化处理,输出模数转换后的信号;第一开关K1的第一端与第二节点N2连接,第二端与第三节点N3连接;第一电阻R1的第一端与第三节点N3连接,第二端与第二电阻R2的第二端连接;第二电阻R2的第一端接地,第二端与第三电阻R3的第二端连接;第三电阻R3的第一端与参考输入端REF连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;第四电阻R4的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;第五电阻R5的第一端与第四电阻R4的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;第一减法器的输出端与第一节点N1连接;第二开关K2的第一端与参考输入端REF连接,第二端与第一节点N1连接。
下面通过检测电路的工作过程进一步说明本发明实施例的技术方案。
以本发明实施例提供的晶体管为N型薄膜晶体管为例,图8为本发明实施例提供的检测电路的工作时序图,图9为本发明实施例提供的信号变化示意图,如图7-9所示,本发明实施例提供的检测电路包括1个电容(C)和2个输入端(INPUT和REF)。
需要说明的是,当光电二极管PIN处于亮态时,光电二极管PIN处于工作阶段,积累电荷,在光电二极管PIN处于暗态时,检测电路开始工作,此时,扫描信号端Gate的输入信号持续为高电平,晶体管M开启。
具体的,第一阶段T1,即信号读取阶段,扫描信号端Gate的输入信号持续为高电平,晶体管M开启,在该阶段中,光电二极管PIN不断释放电荷,另外,第三开关K3断开、第一开关K1断开,第二开关K2闭合,由于第二开关K2闭合,向第一节点N1提供参考输入端REF的信号,此时,由于参考输入端REF的信号的电压小于光电二极管PIN的阴极电压,光电二极管PIN的阴极电压不断被拉低,在阈值时间段后,第二减法器对光电二极管PIN的信号和第一节点N1的信号进行处理,得到第二节点N2的信号的电压V2满足V2=Vref-Vpin,第二节点N2的信号的电压通过CDS和ADC转换成数字信号,处理器根据转换的数字信号的数值判断光电二极管PIN是否存在残留电荷,若存在,则处理器控制第一开关K1闭合,第二开关K2断开。
第二阶段T1,即重置阶段,扫描信号端Gate的输入信号持续为高电平,晶体管M仍开启,在该阶段中,第一开关K1闭合,向第三节点N3提供第二节点N2的信号,第二开关K2断开,由于第二开关K2断开,第一节点N1的信号与第三节点N3的信号有关,并不等于参考输入端REF的信号,第二节点N2的信号经过重置子电路之后,得到第一节点N1的信号的电压V1,其中,电压V1满足V1=2Vref-Vpin,由于第一阶段后,光电二极管PIN存在残留电荷,即光电二极管的阴极电压Vpin大于参考输入端的信号的电压Vref,因此,本阶段中得到的第一节点N1的信号的电压小于Vref,增大了第一减法器的第一输入端和第二输入端之间的电压差,使得光电二极管PIN中的电荷能够被更快的释放,直至第二节点N2的信号的电位等于0。
具体的,在本实施例中,第二阶段T2的持续时间要小于第一阶段T1的持续时间。
需要说明的是,在图8中,S1为第二开关K2的控制信号,S2为第一开关K1的控制信号,另外,图9中是以光电二极管PIN的阴极电压Vpin高于参考输入端REF的信号的电压为例进行说明的,由图9可知,重置子电路在检测电路的第二阶段开始工作,第一节点N1的信号的电压V1不断的向参考输入端REF的输入信号的电压靠近,由于第二节点N2的信号的电压等于第一节点的信号的电压与光电二极管PIN的阴极电压的差值,因此,第二节点N2的信号的电压的绝对值逐渐减小,直至为0,。
以参考输入端的输入信号的参考电压为1V,光电二极管PIN的起始电压为2V为例,在第一阶段开始时,光电二极管PIN不断释放电荷,在第一阶段结束后,假设此时光电二极管PIN的阴极电压为1.1V,即第二节点N2的信号的电压等于-0.1V,在第二阶段中,第三节点N3的信号的电压为-0.1V,第一节点N1的信号的电压为0.9V,低于参考输入端REF的信号的电压,使得光电二极管PIN中的电荷能够被更快的释放,直至第二节点N2的信号的电位等于0。
实施例二
基于上述实施例的发明构思,本发明实施例还提供一种平板探测器,包括:检测电路。
具体的,平板探测器为X射线平板探测器。
其中,本发明实施例中的检测电路为实施例一提供的检测电路,其实现原理和实现效果类似,在此不再赘述。
实施例三
基于上述实施例的发明构思,本发明实施例还提供一种信号处理方法,应用于实施例一提供的检测电路中,图10为本发明实施例提供的信号处理方法的流程图,如图10所示,本发明实施例提供的信号处理方法具体包括以下步骤:
步骤100、扫描信号端向控制子电路提供打开信号,以使得光敏器件的信号提供给计算子电路;重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点。
具体的,扫描信号端的输入信号为高电平或低电平,具体的根据控制子电路的类型来确定,参考输入端的输入信号持续为为高电平信号。
可选地,光敏器件为光电二极管。
步骤200、重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;输出子电路将第二节点的信号输出。
具体的,计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号包括:计算子电路计算第一节点的信号与光敏器件的信号的差值以得到第二节点的信号。
具体的,重置子电路包括:第一开关、第一减法器和第二开关。
在本实施例中,重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号包括:第二开关闭合,向第一节点提供参考输入端的信号。
在本实施例中,重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点包括:第一开关闭合,第一减法器将第二节点的信号和和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点。
具体的,输出子电路将第二节点的信号输出具体包括:输出子电路将第二节点的信号进行去噪处理,将去噪处理后的信号进行模数转化处理,并将模数转换后的信号输出。
本发明实施例提供的信号处理方法包括:扫描信号端向控制子电路提供打开信号,以使得光敏器件的信号提供给计算子电路;重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;输出子电路将第二节点的信号输出。本发明实施例通过设置重置子电路实时根据第二电压调整第一电压以调整晶体管的输出电压,能够在下一次光照前快速且准确重置光电二极管上的电荷量,消除了光电二极管的残留电荷,保证了画面的良好效果。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
本发明实施例附图只涉及本发明实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
在不冲突的情况下,本发明的实施例即实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (11)
1.一种检测电路,其特征在于,包括:光敏器件、控制子电路、计算子电路、输出子电路和重置子电路;
所述光敏器件,分别与电位输入端和控制子电路连接;
所述控制子电路,与扫描信号端和计算子电路连接,用于在扫描信号端的控制下,向计算子电路提供光敏器件的信号;
所述计算子电路,与第一节点和第二节点连接,用于将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;
所述重置子电路,与参考输入端、第一节点和第二节点连接,用于向第一节点提供参考输入端的信号,或用于将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;
所述输出子电路,与第二节点连接,用于将第二节点的信号输出;
所述输出子电路包括:去噪元件和转换元件;
所述去噪元件,分别与第二节点和转换元件连接,用于对第二节点的信号进行去噪处理,并向转换元件提供处理后的信号;
所述转换元件,用于将处理后的信号进行模数转化处理,并输出模数转换后的信号。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器和第二开关;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一减法器的第一输入端分别与第三节点和参考输入端连接,第二输入端接地,输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
3.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一电阻的第一端与第三节点连接,第二端与第二电阻的第二端连接;
所述第二电阻的第一端接地,第二端与第三电阻的第二端连接;
所述第三电阻的第一端与参考输入端连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;
所述第四电阻的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;
所述第五电阻的第一端与第四电阻的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;
所述第一减法器的输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述第一电阻、所述第三电阻和所述第五电阻的阻值相同。
5.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述控制子电路包括:晶体管;
所述晶体管的控制极与扫描信号端连接,第一极与光敏器件连接,第二极与计算子电路连接。
6.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述计算子电路包括:第二减法器、第三开关和可变电容;
所述第二减法器的第一输入端与第一节点连接,第二输入端与所述控制子电路连接,输出端与第二节点连接;
所述第三开关的第一端与所述第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述可变电容的第一端与所述第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述计算子电路还包括:第四开关和可变电阻;
所述第四开关的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述可变电阻的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接。
8.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述重置子电路包括:第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一减法器和第二开关;所述控制子电路包括:晶体管;所述计算子电路包括:第二减法器、第三开关、可变电容、第四开关和可变电阻;所述输出子电路包括:去噪元件和转换元件;其中,
所述第二减法器的第一输入端与第一节点连接,第二输入端与晶体管的第二极连接,输出端与可变电阻的第一端连接;
所述第三开关的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述可变电容的第一端与第二减法器的第二输入端连接,第二端与第二减法器的输出端连接;
所述第四开关的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述可变电阻的第一端与第二减法器的输出端连接,第二端与第二节点连接;
所述去噪元件,分别与第二节点和转换元件连接,用于对第二节点的信号进行去噪处理,并向转换元件输入处理后的信号;
所述转换元件,用于将去噪处理后的信号进行模数转化处理,输出模数转换后的信号;
所述第一开关的第一端与第二节点连接,第二端与第三节点连接;
所述第一电阻的第一端与第三节点连接,第二端与第二电阻的第二端连接;
所述第二电阻的第一端接地,第二端与第三电阻的第二端连接;
所述第三电阻的第一端与参考输入端连接,第二端与第一减法器的第一输入端连接;
所述第四电阻的第一端接地,第二端与第一减法器的第二输入端连接;
所述第五电阻的第一端与第四电阻的第二端连接,第二端与第一减法器的输出端连接;
所述第一减法器的输出端与第一节点连接;
所述第二开关的第一端与参考输入端连接,第二端与第一节点连接。
9.一种平板探测器,其特征在于,包括:如权利要求1~8任一项所述的检测电路。
10.一种信号处理方法,其特征在于,应用于权利要求1~8任一项所述的检测电路中,包括:
扫描信号端向控制子电路提供打开信号,以使得光敏器件的信号提供给计算子电路;重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;
重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点;计算子电路将光敏器件的信号和第一节点的信号进行处理以得到第二节点的信号,并将第二节点的信号提供给第二节点;输出子电路将第二节点的信号输出。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述重置子电路包括:第一开关、第一减法器和第二开关;
所述重置子电路向第一节点提供参考输入端的信号包括:第二开关闭合,向第一节点提供参考输入端的信号;
所述重置子电路将第二节点的信号和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将第一节点的信号提供给第一节点包括:第一开关闭合,第一减法器将第二节点的信号和和参考输入端的信号进行处理以得到第一节点的信号,并将所述第一节点的信号提供给第一节点。
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