DE19729606C2 - Strahlungssensorvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungs­ sensorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und insbesondere auf eine Strahlungssensorvorrichtung zum Erfassen der Häufigkeit einer auf diese auftreffenden Strah­ lung.

Im Stand der Technik sind bereits Strahlungssensorvorrich­ tungen bekannt, die beispielsweise zur Erfassung einer Quan­ tenstrahlung dienen. Ein Nachteil derartiger Sensoren be­ steht darin, daß beim Erfassen von Strahlungen, die relativ selten und punktförmig auftreten, besondere Probleme auftre­ ten. Aufgrund der geringen Ereigniswahrscheinlichkeit ist eine große Sensorfläche notwendig, um die Ereignisse erfas­ sen zu können. Andererseits wird das punktförmige Ereignis durch die große Fläche gemittelt und die Sensoren verlieren an Empfindlichkeit und der Signal-Rausch-Abstand verschlech­ tert sich.

Dieses Problem kann durch Verwenden einer Mehrzahl von Ein­ zelelementen, die in einer Matrix angeordnet sind, gelöst werden. Diese Art der Anordnung der Einzelelemente in einer Matrix weist jedoch ebenfalls erhebliche Probleme auf. Diese Probleme treten beim Auslesen der Matrixelemente auf, die die punktförmige Strahlung, die mit einer geringen Wahr­ scheinlichkeit auftritt, erfassen. Durch eine sogenannte sy­ stematische Adressierung ist jeweils ein vollständiger Adressierungszyklus der gesamten Matrix notwendig. Als Erge­ bnis erhält man sowohl die Adresse als auch den Wert des ak­ tiven Matrixelements, das im allgemeinen als Pixel bezeich­ net wird.

Ein besonderer Nachteil besteht bei Anwendungen, bei denen lediglich die Ereignisse, d. h. die Häufigkeit einer auftref­ fenden Strahlung, erfaßt wird. In diesem Fall liefert diese Adressierungsart zu einem sehr großen Anteil keine verwert­ baren Informationen.

Ein weiteres Problem, das bei diesen Anwendungen auftritt, besteht darin, daß die Reaktionsgeschwindigkeit einzelner Sensorelemente wesentlich größer sein kann als der System­ takt für die gesamte Sensorelementmatrix. Reaktionsgeschwin­ digkeit bedeutet in diesem Zusammenhang diejenige Geschwin­ digkeit, mit der die durch die einfallende Strahlung erzeug­ ten Ladungsträger in dem Strahlungssensorelement abgebaut werden. Dieser Abbau wird im allgemeinen Rekombination ge­ nannt. Ein Problem tritt dann auf, wenn beim erneuten Durch­ lauf des Systemtaktes die Reaktionszeit des Sensors, die durch die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt wird, nach einem vorherigen Strahlungseinfall noch nicht abgelaufen ist. In diesem Fall gibt der Sensor ein Signal aus, von dem nicht bekannt ist, ob es durch eine erneut auftreffende Strahlung auf den Sensor oder durch noch nicht vollständig rekombi­ nierte Ladungsträger erzeugt wurde.

Eine solche Strahlungssensoreinrichtung ist aus der DE 42 24 358 C1 bekannt.

Die DE 41 18 154 A1 beschreibt eine Anordnung mit einer Sen­ sormatrix und einer Rücksetzanordnung. Diese Anordnung um­ faßt eine Mehrzahl von in einer Matrix angeordneten licht- bzw. röntgenstrahlenempfindlichen Sensoren, die in Abhängig­ keit der auftreffenden Strahlungsmenge Ladungen erzeugen. Die Sensoren umfassen jeweils einen elektrischen Schalter. Je Sensorzeile weist die Anordnung eine Schaltleitung auf, über die die einzelnen Schalter aktivierbar sind, so daß die erzeugten Ladungen über zugeordnete Ausleseleitungen ab­ fließen. Zur Beseitigung von Restladungen nach einem Ausle­ sevorgang umfaßt die Anordnung eine Rücksetzanordnung, die die Sensoren nach dem Auslesen über deren Ausleseleitung ak­ tiviert, wodurch die elektrischen Schalter der Sensoren lei­ tend werden und, die in den Sensoren nach dem zuvor erfolg­ ten Auslesevorgang gespeicherten Restladungen über die zuge­ ordneten Ausleseleitungen abfließen. Nach einer vorbe­ stimmten Anzahl von Takten eines Rücksetztaktes werden die entsprechenden Ausleseleitungen wieder deaktiviert.

Die oben beschriebenen, allgemein bekannten Anordnungen von Strahlungssensoren basieren zumeist auf analogen Schaltun­ gen. Hierbei findet das Prinzip der CCD (CCD = Charged Coupled Device = ladungsgekoppeltes Bauelement) Verwendung, welches eine sequentielle Ausgabe der Ergebniswerte bedingt. Ein Sensor auf CCD-Basis ist in der Lage, einen Helligkeits­ bereich von etwa 3-4 Dekaden zu überstreichen und stellt den der Helligkeit proportionalen Ausgangswert meist als Spannung zur Verfügung.

Für Aufgabenstellungen mit größerer Dynamik der Helligkeit ist der Einsatz von Sensoren auf der Basis von Photodioden bekannt, welche in der Lage sind, 5-6 Dekaden zu über­ streichen. Die Dioden werden hierbei zumeist in einer adres­ sierbaren Matrix angeordnet und das Ausgangssignal steht als Spannung oder Strom zur Verfügung. Solche Sensoranordnungen sind beispielsweise durch die Sensorschaltkreise der Reihe TSL23x der Firma TEXAS INSTRUMENTS bekannt, bei welchen der an einer Photodiode auftretende Strom in eine Frequenz ge­ wandelt wird. Ein Nachteil dieser bekannten Sensorart be­ steht darin, daß es nicht möglich ist, die hohe Auflösung mit herkömmlicher Technik in kürzer Zeit in einen entspre­ chenden Digitalwert zu übertragen.

Die DE 195 10 070 C1 betrifft eine Strahlungssenoreinrichtung zum Erfassen der Häufigkeit einer auf diese auftreffenden Strahlung mit zumindest einem Strahlungssensorelement, das einen durch die einfallende Strahlungsleistung erzeugten Strom abgibt. Ferner ist eine Erfassungsschaltung vorge­ sehen, die den vom Strahlungssensorelement erzeugten Strom erfaßt, und eine Rücksetzschaltung ist derart mit dem Strahlungssensorelement verbunden, daß die durch die auf­ tretende Strahlungsleistung erzeugten Ladungsträger bei Ansteuerung der Rücksetzschaltung mit einem Rücksetzsignal mit einer Rate rekombinieren, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal, wobei das Rücksetzsignal durch die Erfassungsschaltung anlegbar ist.

Die US-A-5,650,643 A betrifft ein Element zum Empfangen von Licht, welches in einem CCD-Bildsensor verwendet wird. Hier­ für ist zusätzlich zu einer Photodiode und einem Rücksetz­ element ein Komparator vorgesehen, der durch einen ersten und einen zweiten Transistor und einen Zähler gebildet ist. Der Komparator vergleicht ein Ausgangspotential der Photo­ diode mit einem Schwellenpotential, und der Zähler zählt die Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem die Photodiode zurück­ gesetzt wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangs­ potential der Photodiode das Schwellenpotential überschrei­ tet. Der Zähler gibt die Zeitdauer als numerischen Wert aus, der einer Quantität von einfallendem Licht auf die Photo­ diode entspricht. Die erforderliche Lichtempfindlichkeit kann sogar dann beibehalten werden, wenn die Lichtmenge groß oder klein ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungssensor­ vorrichtung zu schaffen, welche einen hohen Dynamikbereich besitzt und über eine digitale Schnittstelle verfügt, die Digitalisierung also innerhalb der Anordnung vornimmt.

Diese Aufgabe wird durch eine Strahlungssensorvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Strahlungssensorvor­ richtung zum Erfassen einer auf diese auftreffenden Strah­ lung, mit zumindest einem Strahlungssensorelement, das ein durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugtes Signal abgibt, eine Erfassungsschaltung, die das von dem Strah­ lungssensorelement erzeugte Signal erfaßt, und einer Rück­ setzschaltung, die derart mit dem Strahlungssensorelement verbunden ist, daß die durch die auftreffende Strahlungslei­ stung erzeugten Ladungsträger bei Ansteuerung der Rücksetz­ schaltung mit einem Rücksetzsignal mit einer Rate rekombi­ nieren, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal, wo­ bei die Erfassungsschaltung das erfaßte Signal mit einem Re­ ferenzsignal vergleicht, und das Rücksetzsignal und einen Impuls an einem Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung er­ zeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer als das Referenzsignal ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Strahlungssensorvorrichtung geschaffen, bei der die Strahlungssensoren bzw. die Strahlungssensorelemente ein­ schließlich einer Auswertungs- und Korrektureinrichtung in integrierter Form gebildet sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt die Strahlungssensorvorrichtung eine Mehr­ zahl von Strahlungssensorelementen, denen jeweils eine Er­ fassungsschaltung und eine Auswertungsschaltung zugeordnet ist, wobei die Mehrzahl der Strahlungssensorelemente entwe­ der zeilenförmig oder in einer Matrix angeordnet sind.

Wiederum gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbei­ spiel umfaßt die Strahlungssensorvorrichtung eine Korrektur­ einrichtung, welche eine individuelle Korrektur von techno­ logischen und/oder optischen Fehlern, wie z. B. dem Shading, für jeden Sensor erlaubt.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Strahlungs­ sensorvorrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.

Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen be­ vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Strahlungssensors;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Strahlungssensorvorrichtung, welche eine Aus­ wertungsschaltung für einen Pixel umfaßt;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Strahlungssensorvorrichtung, welche eine Aus­ wertungsschaltung, eine Korrekturschaltung und eine Pixelauswahlschaltung umfaßt; und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Korrekturschaltung.

In der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden in den einzelnen Figuren für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.

Nachfolgend wird in Fig. 1 ein Strahlungssensor näher be­ schrieben, wie es bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der in Fig. 1 dargestellte Strahlungssensor ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen und um­ faßt ein strahlungsempfindliches Bauelement 102 sowie ein Schaltelement 104. Das strahlungsempfindliche Bauelement 102 ist beispielsweise ein MOS-Transistor mit einem Sourcean­ schluß 106, einem Drainanschluß 108 und einem Gateanschluß 110. Neben dem in Fig. 1 dargestellten MOS-Transistor kann das strahlungsempfindliche Bauelement 102 auch durch andere Bauelemente gebildet sein, wie beispielsweise einen J-FET, einen SOI-Transistor oder eine PN-Sperrschichtdiode.

Der Sourceanschluß 106 des Transistors 102 ist über einen Widerstand 112 mit einem Versorgungspotential Vss verbunden. Der Drainanschluß 108 ist über eine Leitung 114 mit einem Versorgungspotential Vdd beaufschlagt. Der Gateanschluß 110 des Transistors 102 ist über eine Leitung 116 mit einem Ver­ sorgungspotential Vd verbunden, welches eine Gatespannung an den Transistor anlegt, über die die Empfindlichkeit des Strahlungssensors mittels einer Arbeitspunkteinstellung des Transistors 102 erfolgt. Der Transistor 102 sammelt in sei­ ner Isolationswanne die durch die einfallende Strahlung er­ zeugten Ladungsträger, wodurch er am Gate zunehmend durchge­ steuert wird. Der hierdurch fließende Drain-Source-Strom wird an dem Widerstand 112 in eine Spannung umgesetzt, wel­ che der auftretenden Strahlungsmenge proportional ist. Das Spannungssignal liegt über eine Leitung 118 am Ausgang A des Strahlungssensors 100 an. Die Leitung 118 ist mit einem Kno­ ten 120 verbunden, welcher zwischen dem Sourceanschluß 106 und dem Widerstand 112 angeordnet ist.

Der Strahlungssensor umfaßt ferner das Schaltelement 104, welches bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel als Feldef­ fekttransistor ausgeführt ist, welcher einen Gateanschluß 122, einen Sourceanschluß 124 und einen Drainanschluß 126 umfaßt. Der Gateanschluß ist mit einem Rücksetzanschluß R des Strahlungssensors verbunden, durch den von einer im nachfolgenden näher beschriebenen Schaltungsanordnung ein Rücksetzsignal an den Strahlungssensor 100 anlegbar ist. Der Drainanschluß 126 des Schaltelements 104 ist mit dem Versor­ gungspotential Vdd verbunden und der Sourceanschluß 124 des Schaltelements 104 ist mit dem Substratanschluß 128 des strahlungsempfindlichen Bauelements 102 verbunden. Ferner ist der Sourceanschluß 124 des Schaltelements 104 mit dessen Substratanschluß 130 verbunden. Wird an den Schalttransistor 104 das Rücksetzsignal R angelegt, so werden die Ladungen in der Isolationswanne abgeleitet, so daß sich wieder der Grundzustand des strahlungsempfindlichen Bauelements 102 vor dessen Belichtung einstellt. Durch Anlegen des Rücksetzsi­ gnals rekombinieren die durch die auftreffende Strahlungs­ leistung erzeugten Ladungsträger bei mit einer Rate, die hö­ her ist als die Rate ohne Rücksetzsignal.

Ein ähnlicher Strahlungssensor ist beispielsweise in der DE 195 10 070 C1 beschrieben.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrich­ tung näher beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in der Darstellung des Strahlungssensors 100 in der Fig. 2 le­ diglich einige der in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen dar­ gestellt sind, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren.

Zunächst wird auf den in Fig. 2 im oberen Teil dargestellten Schaltungsabschnitt näher eingegangen. Der Ausgang A des Strahlungssensors 100 ist mit einem ersten Eingang 200 einer Vergleichereinrichtung 202, wie beispielsweise einem Kompa­ rator, verbunden. Am zweiten Anschluß 204 des Komparators 202 liegt ein Referenzsignal an, welches bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Referenzspannung U_ref ist, mit dem die am Ausgang des Strahlungssensors 100 anlie­ gende Spannung zu vergleichen ist. Der Ausgang 206 des Kom­ parators ist über eine Leitung 208 mit einem Eingang 210 einer Steuerungsanordnung 212 verbunden. Die Steuerungsan­ ordnung 212 umfaßt einen ersten Ausgang 214 sowie einen zweiten Ausgangs 216. Der zweite Ausgang 216 ist über eine Leitung 218 mit dem Rücksetzanschluß R des Strahlungssensors 100 verbunden. Der Komparator 202 und die Steuerung 212 bil­ den in ihrer Gesamtheit eine dem Strahlungssensor zugeor­ dnete Erfassungsschaltung, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 220 versehen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das von dem Strah­ lungssensor 100 erzeugte Signal durch die Erfassungsschal­ tung 220 erfaßt, welche das erfaßte Signal mit einem Refe­ renzsignal U_ref vergleicht und ein Rücksetzsignal auf der Leitung 218 erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer ist als das Referenzsignal U_ref. Gleichzeitig wird am Ausgang Q der Erfassungsvorrichtung 220, welcher in diesem Fall auch der Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung ist, ein Impuls ausgegeben. Bei dem in Fig. 2 darge­ stellten Ausführungsbeispiel wird das Rücksetzen der in der Isolationswanne gesammelten Ladung dadurch herbeigeführt, daß die Ausgangsspannung des Strahlungssensors 100 mittels des Komparators 202 auf einen oberen Schwellenwert hin über­ wacht wird und bei Erreichen dieses Schwellenwertes auf der Leitung 208 ein Steuerungssignal erzeugt, welches an die Steuerung 212 angelegt wird, die ihrerseits ein Rücksetzsi­ gnal als Reaktion auf das vorliegende Steuerungssignal an ihrem Eingang erzeugt, welches über die Leitung 218 an den Rücksetzeingang R des Strahlungssensors 100 angelegt wird. Das Schaltelement 104 des Strahlungssensors 100 wird entwed­ er bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes des Ausgangs­ signals des Strahlungssensors 100, welcher wiederum durch den Komparator 202 erfaßt wird, oder nach einer festgelegten Zeitdauer wieder geschlossen, d. h. am Eingang R des Strah­ lungssensors 100 liegt kein Rücksetzsignal mehr an. Somit entsteht am Ausgang 214 der Steuerung 212 für eine defi­ nierte Ladungsmenge - und damit eingefallener Strahlung - ein Impuls. Somit wird deutlich, das durch die erfindungsge­ mäße Vorrichtung gleichzeitig mit der Erzeugung des Rück­ setzsignals am Ausgang der Vorrichtung ein Signal erzeugt wird, welches ohne weitere Umwandlung für eine nachfolgende digitale Signalverarbeitung geeignet ist. In einem Beispiel kann das Signal bzw. der Impuls als logische "EINS" an eine nachfolgende Schaltung angelegt werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Erfassungsschaltung 220 mit einer Auswer­ tungsschaltung 230 (siehe unterer Teil der Fig. 2) verbunden sein, welche die in einer vorbestimmten Zeiteinheit auftre­ tenden Impulse am Ausgang 214 der Schaltung 220 bestimmt. Zu diesem Zweck ist der Ausgang 214 ist über eine Leitung 232 mit der Schaltung 230 verbunden.

Die Auswertungsschaltung 230 umfaßt eine Steuerungsschaltung 234, eine Eingangslogikschaltung 236, einen Zähler 238, ein Register 240 und einen Puffer 242. Der Ausgang 214 der Steuerung 212 der Erfassungsschaltung 220 ist über die Lei­ tung 232 mit einem Eingangsanschluß 244 der Eingangs-Logik­ schaltung 236 verbunden. Die Auswertungsschaltung 230 umfaßt ferner einen Eingang 246, welcher mit einem Eingang der Steuerung 234 verbunden ist und einen Eingang 248, welcher mit einem weiteren Eingang der Steuerung 234 verbunden ist. Am Anschluß 246 liegt ein Referenzfrequenzsignal an, und am Anschluß 248 ein Signal, welches einen bestimmten Betriebs­ mode steuert. Ein erster Ausgang der Steuerung 234 ist über eine Leitung 250 mit der Eingangslogik 236 verbunden. Ein zweiter Ausgang der Steuerung 234 ist über die Leitung 252 mit einem Rücksetzanschluß 254 des Zählers 238 verbunden, und ein dritter Ausgang der Steuerung 234 ist über eine Lei­ tung 256 mit einem Anschluß 258 des Registers 240 verbunden, an dem ein Strobe- bzw. Freigabesignal angelegt wird. Der Ausgang Q_t der Eingangslogik 236 ist über eine Leitung 260 mit einem Eingang "Count" des Zählers 238 verbunden, der eine Mehrzahl von Ausgängen Q1 .. n aufweist, die über eine entsprechende Anzahl von Leitungen 262 mit einem Register­ eingang des Registers 240 verbunden sind. Der Ausgang des Registers ist über Leitungen 264 mit dem Eingang des Puffers 242 verbunden. Der Puffer 242 umfaßt einen weiteren Eingang, an den über die Leitung 266 ein Aktivierungssignal anlegbar ist, mittels dem die in dem Puffer 242 gespeicherten Daten über n Ausgangsleitungen 268 auslesbar sind. Für den Fall, daß zusätzlich zur Erfassungsschaltung 220 die Auswertungs­ schaltung 230 vorgesehen ist, wird der Sensorausgang der er­ findungsgemäßen Vorrichtung durch den Ausgang des Puffers 242 gebildet.

Die in Fig. 2 dargestellte Auswertungsschaltung 230 bildet einen Frequenzzähler, der aus der Torschaltung 236, dem Zäh­ ler 238 und dem Ausgangspuffer 240 besteht. Der Ablauf der Messung und das Umspeichern der Daten erfolgt durch die Steuerung 234, mit welcher auch die Auflösung und Meßhäufig­ keit bestimmt wird. Über den Datenpuffer 242 können die Er­ gebnisse auf die Anschlußstifte der Anordnung, d. h. auf den Ausgang der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung geschaltet werden.

Gemäß der Schaltung 230 wird es ermöglicht, während der vor­ gegebenen Zeitdauer die Häufigkeit der Erzeugung des Rück­ setzsignals zu erfassen und zu speichern, und die erfaßte Häufigkeit an dem Ausgang 242 bereitzustellen.

Anhand der Fig. 3 wird nachfolgend ein weiteres Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ermöglicht die Auswertung von Impulsen, die von einer Mehrzahl von Strahlungssensoren erfaßt werden. Hierbei umfaßt die Anordnung bzw. Vorrichtung eine Mehrzahl von Strahlungssensoren, eine Mehrzahl von Er­ fassungsschaltungen und eine Mehrzahl von Auswertungsschal­ tungen. Der Einfachheit halber ist jeweils nur eine einzelne Schaltung dargestellt, wobei die Mehrzahl durch mehrere Lei­ tungsstücke, welche durch den Zusatz -1 bis -n bezeichnet sind, angedeutet ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung umfaßt einen Sensor 100, der bereits anhand von Fig. 1 näher beschrieben wurde. Auf eine erneute Beschreibung des Sensors 100 wird daher verzichtet. Am Ausgang des Sensors bzw. Sensorelements 100 ist eine Vergleicherschaltung, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, angeordnet. Die Vergleicherschaltung umfaßt einen Komparator 302, welcher einen Operationsverstärker 304 umfaßt. Ein erster Eingang 306 des Operationsverstärkers 304 ist mit dem Ausgang A des Sensorelements 100 verbunden. Ein zweiter Eingang 308 des Komparators 304 ist über einen Widerstand R1 mit einem An­ schluß 310 verbunden, an dem ein Referenzsignal anliegt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Referenzsignal um eine Referenzspannung U_ref. Der zweite Eingang 308 des Kom­ parators 304 ist über einen Widerstand R2 mit dem Ausgang 312 des Komparators 304 verbunden. Der Ausgang 312 ist mit einem Knoten 314 verbunden. Der Knoten 314 ist über eine Si­ gnalleitung 316 mit dem Rücksetzanschluß des Sensorelements 100 verbunden, und über eine Leitung 318 mit einer Auswer­ tungsschaltung 400, die im nachfolgenden näher beschrieben wird.

Das Sensorelement 100 entspricht dem oben beschriebenen Sen­ sorelement. Der Transistor des Sensorelements sammelt die durch die einfallende Strahlung entstehenden Ladungsträger in seiner Bulk-Wanne. Durch die dabei steigende Ladungsträ­ gerzahl wird der Transistor zunehmend durchgesteuert und vergrößert dabei seinen Source-Strom. Die am Widerstand ab­ fallende Spannung wird von dem Komparator 302, welcher eine große Hysterese aufweist, überwacht. Wird ein Schwellwert erreicht, erfolgt die schnelle Entladung der Wanne über den Rücksetztransistor bis zum unteren Hysteresewert und der La­ devorgang beginnt von neuem. Hierdurch entsteht am Ausgang 312 des Komparators 302 ein Impuls für eine konstante La­ dungsmenge. Durch Anlegen einer Gatespannung am strahlungs­ empfindlichen Transistor des Sensorelements 100 läßt sich der Arbeitsbereich beeinflussen und somit die Grundempfind­ lichkeit (Eigenverstärkung) des Systems einstellen.

Um bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die erwünschten Parametern zu erreichen, wird die dort gezeigte Anordnung mit einer Arbeitsfrequenz von 65 MHz betrieben. Um die Anordnung gegen eine Übersteuerung abzusichern, kann die maximale Arbeitsfrequenz auch etwas höher liegen.

Nachfolgend wird die bereits oben erwähnte Auswertungsschal­ tung 400 näher beschrieben. Die Auswertungsschaltung 400 um­ faßt eine Eingangslogik 402, einen Zähler 404, ein Register 406 und einen Puffer 408. Die Leitung 318 von der Verglei­ cherschaltung 300 ist mit einem ersten Eingangsanschluß 410 der Eingangslogik 402 verbunden. Ein zweiter Eingangsan­ schluß 412 der Eingangslogik 402 ist mit einer Eingangslei­ tung 415-1 verbunden. Ein Ausgangsanschluß 416 der Eingangs­ logik 402 ist mit einem ersten Eingang 418 des Zählers 404 verbunden. Ein zweiter Anschluß 420 des Zählers 404 ist mit einer Leitung 422-1 verbunden. Der Ausgang 424 des Zählers 404 ist mit einem ersten Eingang 426 des Registers 406 ver­ bunden. Ein zweiter Eingang 428 des Registers 406 ist mit einer Leitung 430-1 verbunden. Ein Ausgang 432 des Registers 406 ist mit einem Eingang 434 des Puffers 408 verbunden.

Die Schaltung 400 umfaßt ferner eine Steuerung 438 mit einem ersten Eingangsanschluß 440 und einem zweiten Eingangsan­ schluß 442. Am Eingangsanschluß 440 der Steuerung 438 liegt eine Referenzfrequenz an, und am Eingangsanschluß 442 der Steuerung 438 kann ein Mode-Signal angelegt werden. Über einen ersten Ausgang 444 ist die Steuerung 438 mit einem Eingang 446 eines Korrekturnetzwerks 448 verbunden. Das Kor­ rekturnetzwerk 448 umfaßt n Ausgänge, welche mit den Leitun­ gen 415-1 bis 415-n verbunden sind. Über die Leitung 415-1 ist das Korrekturnetzwerk 448 mit dem zweiten Eingangsan­ schluß 412 der Eingangslogik 402 verbunden.

Die Steuerung 438 umfaßt einen zweiten Ausgangsanschluß 450 und einen dritten Ausgangsanschluß 452. Der zweite Ausgangs­ anschluß 450 ist mit der Leitung 422 verbunden, welche den Ausgangsanschluß 450 der Steuerung 438 mit dem Rücksetz-Ein­ gang 420 des Zählers 404 verbindet. Der dritte Ausgangsan­ schluß 452 ist mit der Leitung 430 verbunden, welche den dritten Ausgangsanschluß der Steuerung mit dem "Strobe"-An­ schluß 428 des Registers 406 verbindet. Die Schaltung 400 umfaßt ferner eine Decodiervorrichtung 454. An einem ersten Eingangsanschluß 456 empfängt die Decodiervorrichtung 454 ein Aktivierungssignal, an einem zweiten Eingangsanschluß 458 empfängt diese ein Schreib-Signal und an einem dritten Eingangsanschluß 460 wird ein Lese-Signal an die Decodier­ einrichtung 454 angelegt. Über einen vierten Eingangsan­ schluß 462 wird an die Decodiereinrichtung eine Adresse an­ gelegt. Die Decodiereinrichtung 454 umfaßt eine Mehrzahl von Ausgängen, die mit den Ausgangsleitungen 464-1 bis 464-n verbunden sind. Der mit der Leitung 464-1 verbundene Aus­ gangsanschluß ist über diese Leitung mit einem weiteren Ein­ gangsanschluß 466 des Puffers 408 verbunden.

Bezüglich der in Fig. 3 dargestellten Schaltung wird darauf hingewiesen, daß diese der Einfachheit halber lediglich die erforderlichen Komponenten für ein einzelnes Pixel dar­ stellt. Das Strahlungssensorelement 100, die Vergleicher­ schaltung 300 sowie die Eingangslogikschaltung 402, der Zäh­ ler 404, das Register 406 und der Puffer 408 der Schaltung 400 sind für jedes Pixel zu implementieren. Die verbleiben­ den Funktionsgruppen, also die Steuerung 438, das Korrektur­ netzwerk 448 und die Decodiereinrichtung 454 stellen die chipzentrale Steuerung dar und sind nur einmal ausgeführt und über die entsprechenden Leitungen 415, 422, 430 und 464 mit den Komponenten verbunden, welche den n Pixeln zuge­ ordnet sind.

Nachfolgend werden die einzelnen Funktionskomponenten der in Fig. 3 dargestellten Schaltung näher beschrieben.

Über die Eingangslogik 402 und den nachfolgenden Zähler 404 wird ein Frequenzmesser realisiert. Die Eingangslogik 402 besteht beispielsweise aus einem UND-Gatter, welches durch ein RS-FF angesteuert wird. Durch ein gemeinsames Startsi­ gnal für alle Pixel, welches durch die Steuerung 438 ausge­ geben wird, wird das Gatter bzw. Tor geöffnet. Das Gatter wird durch einen zweiten, für jedes Pixel individuellen Im­ puls, welcher über die einzelnen Leitungen 415 ausgegeben wird, wieder geschlossen. Durch das Modesignal 442 am An­ schluß der Steuerung 438 kann ein bestimmtes Tor bzw. Gatter derart offen gehalten werden, daß eine Ereigniserfassung in Langzeit möglich ist.

Der Zähler 404 kann ein normaler 16-Bit-Async-Zähler mit ge­ meinsamen Reset sein. Die Ausgänge Q1 ... n werden dem Regi­ ster 406 zugeführt. Das Register 406 kann als D-Latch ausge­ führt sein. In diesem Register 406 werden die Ausgangssi­ gnale des Zählers zwischengespeichert. Der Puffer 408 ist ein Tristate-Puffer, welcher die erfaßten Daten auf n An­ schlußstifte eines (nicht dargestellten) Schaltkreises über die Leitungen 468 durchschaltet.

Aus dem Zählerstand werden zwei Impulse abgeleitet, welche bei etwa 20% und 95% des Zählbereichs erzeugt werden. Diese Signale werden von allen Pixeln mittels einer logischen ODER-Verknüpfung verknüpft und dienen als externe Signale zur Überwachung des Arbeitsbereichs (Overflow, Underflow). Der Zähler muß bei Erreichen seines maximalen Zählstandes stehen bleiben. Er stellt damit ein übersteuertes Pixel dar, verfälscht aber nicht die Grundaussage des Bildes.

Im Ausgangspuffer 408 können jeweils 8 Bit einem Sub-Se­ lect-Signal zugeordnet werden, um damit einen Anschluß der Schaltung 400 an 8-Bit-Systeme zu ermöglichen.

Über den Decoder 454 sind vier Bereiche zu unterscheiden: Lesen der Pixeldaten, Schreiben der Korrekturdaten und Le­ sen/Schreiben von Steuer- und Statusworten. Die Daten- und Statusinformationen werden dabei durch unterschiedliche Ak­ tivierungs-Signale (Enable-Signale) ausgewählt, wodurch eine Aufteilung in einen Datenbereich und einen Eingabe/Ausgabe- Bereich am Prozessor ermöglicht wird.

Das Lesen der Pixeldaten und das Schreiben der Korrekturwer­ te erfolgt mit 16 Bit. Ferner werden verschiedene Statussi­ gnale mit unterschiedlichen Werten ausgelesen. Das Status­ signal mit dem Wert 0 zeigt an, daß neue Daten vorhanden sind (Ende der Umwandlung), also eine 20%ige Überschreitung bzw. 95%ige Überschreitung vorliegt. Das Statussignal hat den Wert von 1 für einen 16 Bit Datenwert eines schwarzen Referenzpixels. Ferner werden Steuerungssignale in den De­ codierer eingegeben, wobei das Steuerungssignal 0 eine Rück­ setzung für die EOC bzw. einen Overflow oder Underflow an­ zeigt. Ferner erfolgt eine Modesteuerung, und eine Über­ schreibsperre wird entweder ein- oder ausgeschaltet. Das Steuerungssignal hat den Wert 1 für ein 10 Bit Ladewort für eine Steuerschleife, es hat den Wert 2 für ein 12 Bit Lade­ wort für einen Vorteiler und den Wert 3 für einen 8 (6)- Bit-Wert für einen D/A-Wandler zum Erzeugen der Gatevorspan­ nung für das Sensorelement 100.

Aus den Zählern der Steuerung 438 werden alle internen Takte abgeleitet. Hierfür ist ein Taktgenerator (Quarz) vorgese­ hen, welcher über einen programmierbaren Vorteiler den Grundtakt von einem MHz erzeugt. Dies erfolgt mittels einem 12-Bit-Zähler, der so eingestellt ist, daß, auch für ange­ nommene 1000 Zeilen/s, an seinem Ausgang diese Frequenz be­ reitsteht. Durch die große Anzahl von Teilerstufen kann da­ mit die Integrationszeit (= Meßzeit) in weiten Bereichen va­ riiert werden. Die Ausgänge der höherwertigen sechs Teiler­ stufen werden für das Korrekturnetzwerk bereitgestellt. Der Zähler für die Steuerschleife umfaßt 10 Bit und wird durch seinen Überlaufimpuls mit dem Startwert (normal 0) geladen. Der Überlaufimpuls öffnet gleichzeitig die Tore für die Fre­ quenzmessung. An seinem Eingang liegt der Grundtakt (1 MHz) an. Durch Decodierung der Zustände 1015 werden alle Tore zwangsweise geschlossen. Der Zustand 1017/18 löst die Über­ gabe in das Register aus und der Zustand 1021/22 setzt den Zähler zurück. Durch Hochsetzen des Startwertes läßt sich die Torzeit verkürzen. Alle Ausgänge des Zählers werden dem Korrekturnetzwerk 448 zugeführt.

Die Übernahme der Daten in das Ausgangsregister 406 kann durch eine Flag gesperrt werden. Diese Flag wird durch eine Übernahme durch den Zustand 2019 gesetzt, sofern dies er­ laubt ist, und verhindert damit das Überschreiben der Daten. Die Freigabe erfolgt dann durch Software.

Dem Korrekturnetzwerk 448 liegt der Gedanke zugrunde, daß sich der Digitalwert aus dem Produkt von Sensor-generierter Impulsfolge mal Torzeit ergibt. Die Veränderung der Torzeit im Verhältnis zu einer fest definierten Torzeit entspricht damit einer Multiplikation mit einem Korrekturwert. Da sich der Wertevorrat monoton steigend verhält, kann die Decodie­ rung des Wertes zum Schließen des Tores durch eine UND-Ver­ knüpfung der interessierenden Zählerausgänge erfolgen. Die Auswahl der Ausgänge erfolgt durch Schalter, welche als (Nur-Schreibe) Speicherzellen mit der Codierung geladen werden.

In Fig. 3 wurde der Einfachheit halber der Digital/Analog- Wandler nicht dargestellt, weicher zur Erzeugung der Gate­ spannung der Sensoren verwendet wird. Ferner wurde auf ein zu den anderen Pixeln identisches Pixel mit optisch abge­ decktem Sensor verzichtet. Dieses Pixel dient als Schwarzre­ ferenz und kann über einen Statusanschluß ausgelesen werden. Hierbei erfolgt keine Korrektur der Werte. Anstelle des Pi­ xels kann auch eine andere Konstruktion verwendet werden, da der Schwellenwertschalter 302 den größeren thermischen Feh­ ler in die Schaltung einbringt.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel des Korrekturnetzwerks 448 beschrieben. Das Korrekturnetzwerk 448 umfaßt ein Register 500, welches einen Startwert enthält. Der Ausgang des Registers ist mit einem Eingang 502 eines Zählers 504 verbunden. An einem weiteren Eingang 506 empfängt der Zähler 504 ein Taktsignal. Ein wei­ terer Eingang 508, welcher als Lasteingang bezeichnet wird, ist mit einem Ausgang 510 des Zählers 504 verbunden. Der Zähler 504 umfaßt einen weiteren Ausgang 512. Der Ausgang 512 ist über eine Busleitung 514 mit einer Mehrzahl von er­ sten Decodiererschaltungen 516-0 bis 516-3, sowie mit einer zweiten Mehrzahl von Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n verbunden.

Die Decodiererschaltung 516-0 ist mit einer Ausgangsleitung 519-0 verbunden, auf der ein Signal ausgegeben wird, welches anzeigt, daß Daten zu übernehmen sind. Die Decodiererschal­ tungen 516-1 bis 516-3 weisen einen Aktivierungseingang 520 auf, welcher jeweils mit einer Leitung 522 verbunden, auf der das Mode-Signal anliegt. Der Decodierer 516-1 ist mit seinem Ausgang mit einer Leitung 519-1 verbunden, auf der ein Signal anliegt, welches anzeigt, daß die Zähler zu lö­ schen sind. Der Decodierer 516-2 ist an seinem Ausgang mit der Leitung 519-2 verbunden, auf der ein Statussignal 1 an­ liegt, und der Decodierer 519-3 ist an seinem Ausgang mit einer Leitung 519-3 verbunden, auf der das Status-Signal 2 anliegt.

Die Decodierer 518-0 bis 518-n weisen einen Eingang 524-0 bis 524-n auf, über den die Korrekturwerte P0 bis Pn emp­ fangen werden. Die Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n weisen jeweils Ausgangsleitungen 526-0 bis 526-n auf, auf denen ein Stop-Signal ausgegeben werden kann. Die Leitungen 526-0 bis 526-n sind mit einem ersten Eingangsanschluß von zugeordneten Torschaltungen 528-0 bis 528-n verbunden. Über eine weitere Eingangsleitung 530-0 bis 530-n erhalten die Torschaltungen 528-0 bis 528-n Impulssignale. Ferner weisen die Torschaltungen Eingangsanschlüsse 532-0 bis 532-n bzw. 534-0 bis 534-n auf. Die Anschlüsse 532 der Torschaltungen 528 sind über eine Leitung 536 mit dem Anschluß 510 des Zäh­ lers 504 verbunden, auf der ein Start-Signal an die Tor­ schaltungen angelegt werden kann. Die Anschlüsse 534 der Torschaltungen 528 sind mit der Leitung 522 verbunden, um ein Mode-Signal zu empfangen. Die Torschaltungen 528-0 bis 528-n sind an ihrem Ausgang mit einer Ausgangsleitung 538-0 bis 538-n verbunden, welche das Ausgangssignal der Torschal­ tungen den Zählern 404 über die Leitung 415-1 bis 415-n (siehe Fig. 3) bereitstellen.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 die Funktionsweise des Korrekturnetzwerks näher beschrieben.

Die Steuerung des Korrekturnetzwerkes 448 erfolgt durch den zentralen Zähler 504, aus welchem alle Abläufe abgeleitet werden. Der Zähler 504 wird bei jedem Übertrag mit dem Startwert aus dem Register 500 am Anschluß 502 geladen. Der Startwert wird über das Register 504 eingestellt. Durch die­ sen Ladeimpuls werden gleichzeitig alle Torschaltungen 528-0 bis 528-n für die Impulszählung durch Abgabe des Startsi­ gnals am Ausgangs 510 des Zählers 504 über die Leitung 536 geöffnet. Im nicht korrigierten Zustand werden alle Tore 528-0 bis 528-n beim Erreichen eines festgelegten Zähler­ standes wieder geschlossen und damit die Messung beendet. Die Beendigung der Messung erfolgt durch Ausgabe des Stop­ signals auf den Leitungen 526-0 bis 526-n an die entspre­ chenden Eingänge der Torschaltungen. In den anschließend verbleibenden Zählerzuständen werden mit den Decodern 516-0 bis 516-3 sequentiell weitere Funktionen in dem Korrektur­ netzwerk ausgelöst, wie z. B. das Ablegen der Ergebnisse (über ein Signal auf Leitung 518-0), das Löschen der Impuls­ zähler (über die Leitung 518-1), sowie die Erzeugung von Statusmeldungen über die Leitungen 518-2 und 518-3, wie z. B. das Setzen der Bereit-Flag.

Die durch das Korrekturnetzwerk erfolgte Korrektur beruht darauf, daß die Frequenzmessung, also die Bestimmung der Impulszahl des Sensors je Zeiteinheit, auf einer Multipli­ kation von Impulszahl und Torzeit (Meßzeit) beruht. Damit entspricht eine Veränderung der Torzeit für jedes Pixel ge­ trennt einer Einführung eines multiplikativen Korrekturwer­ tes. Belegt man 1000 Zählerschritte als Grundzustand mit einer Wertigkeit von 1.000, so entspräche ein Schließen des Tores beim Zählerwert 999 einer Multiplikation des Ergebnis­ ses mit dem Wert 0,999. Der Korrekturwert wird den program­ mierbaren Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n über die Re­ gister 538-0 bis 538-n bereitgestellt. Die Decodiererschal­ tungen bestehen aus einer geeigneten Logik, wie z. B. einem Vergleicher oder einem Multiplexer. Da die Eingangswerte streng monoton steigend sind, kann auch mit einer minimier­ ten Logik gearbeitet werden, welche aus ODER-Verknüpfungen von Zähler und Korrekturwert für jeden Bitwert besteht, die in einer UND-Verknüpfung zusammengefaßt werden.

Durch die erfindungsgemäße Strahlungssensorvorrichtung, wie sie im vorhergehenden beschrieben wurde, ergibt sich die Möglichkeit einer problemlosen Integration in digitale Sy­ steme und ferner wird durch die interne Fehlerkorrektur die externe Beschaltung erheblich reduziert.

Durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung mit einer Mehr­ zahl von Sensorelementen wird durch einzelne oder mehrere zusammengefaßte Sensorelemente jeweils ein Pixel festgelegt. Die Schaltung in Fig. 3 bildet eine Pixelauswahlschaltung, mittels der bestimmte Pixel aus einer Mehrzahl der Pixel zum Auslesen der Informationen daraus ausgewählt werden können.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Spannungssignale beschränkt ist, die in der vor­ hergehenden Beschreibung genannt wurden. Anstelle der Span­ nungssignale können zur Erfassung der eingefallenen Strah­ lung aufgrund des Ausgangssignals des Sensors 100 auch ande­ re geeignete Signale, wie z. B. Stromsignale verwendet wer­ den. In diesem Fall wird als Referenzsignal ein entsprechend geeignetes Signal verwendet.

Über den Anschluß 462 der Decodiererschaltung 454 wird an diese eine Adresse mit m Bits angelegt, durch die diejenige Erfassungsschaltung m, wobei 1 ≦ m ≦ n, ausgewählt wird, aus der die erfaßten Impulse ausgelesen werden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel würde die im Anschluß 462 anliegende Adresse beispielsweise das erste Strahlungs­ element über die Leitung 464-1 auswählen und die Daten wür­ den aus dem Puffer 408 über die Leitungen 468 ausgelesen.

Claims (10)

1. Strahlungssensorvorrichtung zum Erfassen einer auf die­ se auftreffenden Strahlung, mit
zumindest einem Strahlungssensorelement (102), das ein durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugtes Si­ gnal abgibt;
einer Erfassungsschaltung (220; 300), die das von dem Strahlungssensorelement (102) erzeugte Signal erfaßt; und
einer Rücksetzschaltung (104), die derart mit dem Strahlungssensorelement (102) verbunden ist, daß die durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugten La­ dungsträger bei Ansteuerung der Rücksetzschaltung (104) mit einem Rücksetzsignal mit einer Rate rekombinieren, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassungsschaltung (220; 300) das erfaßte Si­ gnal mit einem Referenzsignal (U_ref) vergleicht, und das Rücksetzsignal und einen Impuls an einem Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung erzeugt, wenn das er­ faßte Signal gleich oder größer als das Referenzsignal ist.

2. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsschaltung (220; 300) eine Verglei­ chereinrichtung (206; 302) umfaßt, die das erfaßte Si­ gnal mit dem Referenzsignal vergleicht und an ihrem Ausgang (206; 312) ein Steuerungssignal erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer als das Referenz­ signal ist.

3. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsschaltung (220) eine Steuerungsein­ richtung (212) umfaßt, deren Eingang (210) mit dem Aus­ gang (206) der Vergleichereinrichtung (202) verbunden ist, die an ihrem Steuerungsausgang (216) das Rücksetz­ signal als Reaktion auf das an ihrem Eingang (210) an­ liegende Steuerungssignal erzeugt.

4. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (212) an einem Signalaus­ gang (214) einen Impuls erzeugt, wenn an deren Eingang (210) das Steuerungssignal anliegt.

5. Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
eine Auswertungsschaltung (230; 400), die mit der Er­ fassungsschaltung (220; 300) verbunden ist und während einer vorbestimmten Zeitdauer die Häufigkeit der Erzeu­ gung des Rücksetzsignales erfaßt und speichert, wobei die erfaßte Häufigkeit an einem Ausgang (268; 468) der Auswertungsschaltung (230; 400) auslesbar ist, wobei der Ausgang der Auswertungsschaltung der Sensorausgang ist; und
eine Ansteuerschaltung (234; 438), die die Auswertungs­ schaltung (230; 300) ansteuert.

6. Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl von Strahlungssensorelementen, denen je­ weils eine Erfassungsschaltung und eine Auswertungs­ schaltung zugeordnet ist;
wobei die Ansteuerschaltung (234; 438) die Auswertungs­ schaltungen synchron steuert.

7. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 6, gekenn­ zeichnet durch eine Ausleseeinrichtung (454), die an einem Eingang eine Adresse empfängt und als Reaktion einen Sensoraus­ gang der Mehrzahl der Auswertungsschaltungen auswählt.

8. Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (448), die abhängig von vor­ bestimmten Situationen einen Korrekturwert bereit­ stellt, um einen Fehler im Sensorausgangssignal zu kor­ rigieren.

9. Strahlungssensorvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungssensorelemente in einer Zeile oder einer Matrix angeordnet sind.

10. Strahlungssensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsschaltung (230; 400) eine Zählervor­ richtung (238; 404) umfaßt, welche einen Zählerstand ausgibt, der aus zwei bei 20% und 95% des Zählbereichs erzeugten Impulsen abgeleitet ist.