DE2154539C3

DE2154539C3 - Belichtungsautomaten-Schaltung eines Röntgendiagnostikapparates

Info

Publication number: DE2154539C3
Application number: DE2154539A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 2000 Schenefeld Hermeyer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1971-11-03
Filing date: 1971-11-03
Publication date: 1974-10-10
Also published as: JPS4867671U; FR2158438B1; IT975433B; DE2154539B2; FR2158438A1; GB1391800A; DE2154539A1; US3821552A

Description

Vergleichsschaltung, die ein Ausschahsignal _.

sobald das von der Bandsperre durchgelassene Signal einen einstellbaren Schwellwsrt erreicht hat, _ eine der Bandsperre nacbgeschaltete Störaustastschaltung sowie eine von dem Ausschaltsignal angesteuerte Endstufe zur Betätigung eines Aufnahme-Beendigcügsschalters aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandsperre (6, 7) ein Tiefpaß (5) vorgeschaltet ist, daß die Bandsperre aus einem als aktive Filterschaltung ausgebildeten Bandpaß (d), der ein gegenüber seinem Eingangssignal um 180° in der Phase versetztes Ausgangssignal liefert, und einer Additionsitufe (7) besteht, as deren einer Eingang mit dem Ausgang des Tiefpasses (5) und deren anderer Eingang (8) mit dem Ausgang des Bandpasses (6) verbunden ist und die so ausgebildet ist, daß sie zugleich die zeitliche Voreilung und ein Pegelanpassungs-Signal für die Störaustastschaltung (9) ei zeugt, und daß die Vergleichsschaltung (11) als positiv rückgekoppelte Feldeffekttransistor-Differenzstufe ausgebildet ist.

2. Belichtungsautomaten-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (5) als aktives Besselfilter zur Unterdrückung von über 500 Hz liegenden Störsignalen ausgebildet ist.

3. Belichtungsautomaten-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive *o «ϋβ Störaustastung. Aber auch die obengenannter Schaltungsanordnung Verbesserungen, wie nachfolgend

ιπβ»^»ι»« ^n8DdeU · ^sicb P^raktisch eines elektrischen Belichtungsmessers, rnrnern rait nachgeschalteten E»«ktroliefero in Abhängigkeit vom Röhrenanschaltung der Röntgenröhre, ein sägezahnförmig ansteigend verläuft, ning einfc> vorher einstellbaren Soll-Röntgenröhre durch einen Aufnahme-

we

ltet.

praktisch bestimmt von AKhsikit

rine sehr eenaue Abschaltung. Da der Abschalter eine se * _{hverzö rt} galtet, und zwar auf

aucninocn »^^ _elektronischen und mechani- °;, _muß dies die Schaltungsanordnung, die '^e"^e· E,_ektrOmeterverstärkern und dem Zeit-V _{d auf die 5ich} die Erfindung bezieht, sc^ "JJ! htieen
ebenfaR^gJJJ, _{waren zu} berücksichtigen und

. j> _r?™ weiten daß die Genauigkeit der Belichderartabesa «S^· Einrichtungen verbessert

"" i FhEhakung, also zu frühes Ansprechen des ^^Sn« Störimpulses auf Grund eines ^ _{mjt Sicherheit ver}.

mieden ^w^_{& Schahmg} _ist nicht Gegenstand ^¹J* .^S££^Anmeldung Die übrigen Teile der d«^ff^^^_0Tl_uag bedurften jedoch bekannten ⁵P^¹JrV_n, „

^SSS^ der bekannten

einen LC-Rei-

parallel zum

ker (B₂, B₃, B₄) aufweisende analoge Rechenschaltung zur Simulation einer Schwingkreisschaltung gebildet ist und für je eine Resonanzfrequenz je nur ein Einstellglied (R₁₁ bis A₁₅) aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsautomaten-Schaltung eines Röntgendiagnostikapparates, die eine Meßkammer mit nachgeschaltetem Elektrometerverstärker, eine dem Elektrometerverstärker nachgeschaltete, auf die WelUgkeitsfrequenz der an der Röntgenröhre liegenden Hochspannung abgestimmte Bandsperre, Schaltungsmittel zur Erzeugung einer zeitlichen Voreilung des vom Elektrometerverstärker gelieferten Signals, eine der Bandsperre nachgeschaltete Vergleichsschaltung, die ein Ausschaltsignal liefert, sobald das von der Bandsperre durchgelassene Signal einen einstellbaren Schwellwert erreicht hat, eine der Bandsperrc nachgeschaltete Störaustastschaltung sowie eine von dem Ausschaltsignal angesteuerte Endstufe zur Betätigung eines Aufnahme-Beendigungsschalters aufweist.

Derartige Schaltungsanordnungen sind unter anderem aus von der Anmelderin selbst vertriebenen 360 Hz überhaupt eine gewisse Resonanz zu erhalten, mußten hohe Kreisgüten gefordert werden. Dies führte

in der Praxis zu Induktivitäten von z. B. 2 H und darüber. Die jeweils angeschalteten Kondensatoren mußten sehr genau sein, d. h., sie durften nur sehr geringe Toleranzen aufweisen. Weiterhin wurde eine hoHe Langzeitkonstanz gefordert. Alles dies führte zu

sehr aufwendigen Bauteilen.

Die bekannte Vergleichsstufe, angeschaltet hinter der LC-Bandsperre, brachte nun wieder andere Schwierigkeiten. Zunächst kamen auch durch diese die Störimpulse ungehindert durch, aber die Verwendung einer

kapazitiven Ankopplung einer Transistorstufe führte wegen des erforderlichen Eingangs-Basisstromes zu Verfälschungen bei Langzeitaufnahmen. Dieser Nachteil war insofern unangenehmer, weil er oft gar nicht, vielfach auch zu spät, bemerkt wurde.

Die Aufgabe der Erfindung bestand also darin, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die bei vertretbarem Aufwand die gezeigten Mängel und Nachteile vermeidet, die also eine einfache und scharfe Resonanzabstimmung, völlige Unterdrücke der infolge der fJber-

schlage in der Röhre auftretenden Störimpulse und damit Vermeidung einer zu frühen Abschaltung bei gleichzeitiger Unterdrückung anderer Störungen sichert.

F i g. 2 die Ausführung der Schaltungsanordnung mit den wichtigsten EjnwlteUen.

FiH »* to ^B ^"ϊ und 2 von obreren

Bei einer Schaltung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, STdfflrBandsperre ein Tiefpaß vorgeschaltet Ist. daß

T Bandsperre aus einem als aktive Filterschaltung und 2 von obreren ln ^gebüdeten Bandpaß, der ein gegenüber seinem Ein- 5 zu messenden Strahlengang einer

Signal w» W ^{in der Phase versetetes} Ausgangs- geordnet sind. D'^ff^I^

STliefert, und einer Additiotustufe besteht, deren tete Elektrometerverst8rter werden

iSSSk »* dem Ausgang des Tiefpasses und merwShler3, der sichS^

anderer Eingang mit dem Ausgang des Band- Kammern 1 JSes verbunden ist und die so ausgebildet ist, daß « ausgebildeten ?

5 ^gleich die zeitliche Voreilung und ein Pegel- düse gelangt also ^g

aopassungs-Signal für die Störaustastschaltung erzeugt, Schaltpult 4 und verKuft in!R

S daß die Vergleichsschaltung als positiv rückgekop- neten Pf«te. Zunächst passwrt ÄS^diltaii ausgebildet ist. «i»n.TietaB 5 * °*

HdWaSu^oidiltaiai auge

Dabei kann in Wefeerbildung <kr Erfindung der I₅ ^^Ä.^P

Tiefpaß als aküves Besselfilter zur Unterdrückung von des Kammersfgnab

Ober 500 Hz liegenden Störsignalen ausgebildet sein. wiwml. ABte höheren

Ferner kann die aktive Filterschaltung durch eine gescbmtten Danach

drei Operationsverstärker aufweisende analoge Re- signal sowohl an den gg

einschaltung zur Simulation einer Schwingkreis- ao ahch einer Addiüonsstufe 7 die ei«^ ^

schaltung gebildet sein und für je eine Resonanz- Offsetkorrektur vorn.mnr and ^e obengenannte Vor

iequenz^gje nur ein Einstellglied aufv eisen. eilung liefert, die bis zu 3 ^bettagen kannDe

Außerdem kann die Additionsstufe derart ausgebil- Bandpaß 6 ist auf die jeweilige

^rfd^S^e^ Trch Ausnutzung der Gleichtaktunterdrückung erfolgt und daß die zeitliche Voreilung durch ein RC-Glied in einer Rückkopplungsleitung erzeugt wird. 30 Dann

eingestellten Frequenzen können Bandpaß 6 passieren f^^^

sie

unverfälscht hindurchgelassen werden, während alle höhren Störfrequenzen abgeschnitten und damit am

SS£SSS3£53e -

sonanzschärfe. sondern außerdem wird die Einstellung vereinfacht, weil nur noch vier einfach einzustellende Sellglieder für vier Frequenzen vorhanden sind. D e Addiuonsstufe erhäl? das Eingangs»gn.l und

jeweiligen F.lmempfindhchke t
Schwärzungsspannung eingegeben -

15 als A«^s|f«gj^ _{der SchaUu werden an} Hand Nähere Einzelheiten der ^bcnaltunf ^wc- uhribn

der Schaltungsanordnung nach.F ig. 2 ^^hD£ Zunächst müssen V'^e'^"^^

Störschutzschaltung unterdrückt die durch die Über-

Verstärker ist

Die

, nach der Erfindung als FET-

ind nichl Oegensund dieKt Erlin<luiig.^

ÄÄÄSSa

„telll eine

Rechenrehallnng

nung,

Das ausgefilterte Ausgangssignal verläßt den Bandpaß am Schaltungspunkt 8 mit einer Phasenverschiebung von ISO⁰ und wird dem Originalsignal in einer Additionsstufe, bestehend aus B₈, B₄, B₇, A₁₈ bis A₃₀, Cn« C₁₁, hinzuaddiert. Diese Additionsstufe ist mit einer automatischen Offsetkorrektur-Schaltung (A_M bis A_M, C₁₁ und Schi) und einem ÄC*Glied (C₁₁, A_i8) in der Rückführung versehen, welche die benötigte Voreilung von beispielsweise 3 ms liefert.

Die Offsetkorrektur-Sehaltung arbeitet wie folgt: Zwischen den Röntgenaufnahmen ist Schi geschlossen. Damit liegt an den beiden Steuer-Eingängen des Operationsverstärkers die gleiche Eingangsspannung. Infolge der hohen Gleichtaktunterdrückung des Verstärkers bleibt der Ausgang bei wechselndem Eingangssignal und geschlossenem Kontakt (Schi) auf annähernd Null. Während der Röntgenaufnahme wird Schi geöffnet* and der Spannungswert wird in C₁₁ gespeichert. Eine Änderung des Eingangssignals wirkt jetzt nur auf die Eingänge A_1n A₁₁ und steuert den Verstärker aus.

Das Ausgangssignal wird über A₃₁, der eigentlichen Vergleichsstufe, bestehend aus den aktiven Elementen Bf, B₁₀, B₁₈, B₁₄, zugeführt. Eventuell vorhandene Störspitzen werden über C₁₄ durch eine Störaustastschaltung erfaßt. Diese besteht aus den Bauelementen D₈, B₁₁, Bj₁, B₁₄, Rta B₁₄, -A₁O vis Jf₈₄ und O₁₈* C₁₈* Der Strom über C₁₈ beträgt I-C_t- ~" und ruft an A₈₁ einen Spannungsabfall der Größe

Die Umschaltflanke wird über C₁₉, A₄₀ differenziert, steuert B₁₇ auf und führt damit zur Zündung des Thyristors G₇. Dieser entlädt C₁₁ und liefert somit über T_x an den Ausgang 15 einen Ausschaltimpuls.

Eine beispielsweise durchgerechnete Schaltungsanordnung nach F i g. 2 bestand aus den nachfolgend mit ihren Werten bzw. Typen angegebenen Schaltungselementen:

io

15

«5

35

hervor. Überschreitet diese Spannung dta Schwellspannung von B₁₁, so wird B_n leitend. Infolgedessen werden ebenfalls B_n und B₁₄ leitend. B₁₄ schließt den Eingang der Vergleichstufe für die Dauer der Störung kurz. Nach Abklingen der Störung bleibt B₁₄ noch etwa 1 eis infolge der Zeitkonstanten R₉₄ · C₁₆ leitend, um noch eventuelle Ausschwingvorgänge erfassen zu können und um diese ebenfalls vom Eingang der Vergleichs- stufe fernzuhaJter.

In der Vergktebsstufe wird eine Sollspannung (t/soii), weiche über A₄, und A₀ zugeführt wird, mit der Istspannung aus der Additiönsstufe (PuiiktlO) verglichen. Dieser Vergleictisstufe besteht aus einer Feld- effektdifferenzeingangsstufe und zwei Transistorstufen S₉, B_1Ss welche eiae positive Rückkopplung bewirken. Β» wirkt als Konstantstromsystem für die Eingangsstufe. Für den Fall E/iet < IW ist der Spannungsabfall an A₂₈ kleiner als die Ansprechspannung des Transistors B₉. Für den Fall U_M = £/«,11 wird B₉ und damit B₁₈ leitend. Dadurch wird die Sollspannung um den Faktor des Widerstandsverhältnisses

A«»

vermindert, was gleichbedeutend mit einer positiven Rückkopplung ist und zn einem schnellen Umkippen der Stufe führt, C₁₈, C₄₇ und C_n sind noch zusätzliche Entstörkondensatoren.

	27 ΚΩ	A₄₁ = 39 K Ω
A₁ =	27 KO	Α» « 4,7 ΚΩ
A₁ =	18 ΚΩ	R_M = 560 Ω
A₄ =	12 K Ω	Α» = 4,7 ΚΩ
*K =*	82 ΚΩ	R_n = 33Ω
A, =	18ΚΩ	A₁₇= 4,7 K Ω
A₇ =	4 ΚΩ	Ä„ = 47 K Ω
A. =	12 K Ω	A₁, S= 47 K Ω
A, =	12 K Ω	A₄₀ = 22 K Ω
*» =?	8ΚΩ	A₄₁ = 2,7 M Ω
A, -	5,6 K Ω	A₄₁ = 27 K Ω
A₁₁ =	5ΚΩ	A₄₃ = 15 K Ω
A₁₁ =	5ΚΩ	A₄₄ = 330 Ω
A₁₄ =	2 ΚΩ	Α« = 1ΜΩ
A₁, -	2ΚΩ	A₄, = 4 ΚΩ
A₁,=	20 ΚΩ	A₄₇ = 22 ΚΩ
A₁₇ =	100 Ω	Α_4β = 33 Ω
*.. =	18 ΚΩ	A₄₉ = 1 K Ω
A₁₁ =	20 ΚΩ	A₅₀ = 220 Ω
A„ =	18 K Ω	A₄₁ = 27 ΚΩ
Ä„ =	27 ΚΩ	A₈₁ = 1ΚΩ
R_n =	27 ΚΩ	Α_Μ = 4,7 K Ω
*R_n =*	100 ΚΩ	A₅₄ = 10 ΚΩ
A₁₄ =	150ΚΩ	A₆, = 22 K Ω
Ä« =	150 ΚΩ	Ä_S7 = 12 K Ω
A₃, =	27 ΚΩ	As₈= 4,7 ΚΩ
A₁₇ =	27 ΚΩ	A₈, = 2,7 K Ω
*RlZ =*	2ΚΩ	A₄₀ = 10 ΚΩ
*R_n =*	5,6 K Ω	A₄₁ = 2,7 & O
*» =	33 ΚΩ	R_n = 100Ω
*R_n =*	1ΚΩ
C₁ =	15 nF	C₁, = 1OnF
C, =	15 nF	C₁₇ = 1 μΡ
C₃ =	0,1 μΡ	C₁₈ = 1 nF
C₄ =	0,47 μΡ	C₁, = 1OnF
Q =	0,1 μΡ	Cf₀ = InF
Q =	0,1 μΡ	C₁₁= ΙμΡ
C₇ =	0,1 μΡ	C₈₁ = 0,68 μΡ
C₈ =	0,1 μΡ	C₁₃ = 47 μΡ
c, =	47 μΡ	C₁₄ = ΙΟΟμΡ
*C_n =*	47 μΡ	C_B = 47 nF
C₁₁ =	ΙμΡ	*.C_n= ΙμΤ*
C₁₁ =	0,3 μΡ	C₁₇ = ΙμΡ
C₁₄ =	0,1 μΡ	C₁₈ = 0,1 μΡ
c„ =	22 nF

	7 '	= BC 157	G₁ =	8	BAX 13	G₁	= BTlOO-
B₁	= TBA 221 B_t	= U 235	G, =	BZX 79 C6V8	G.	= BAXi:
b\	= TBA 221 A₁₀	= BC 147	C, =	BAX 13	G,	= BAXIi
¹ S	= TBA 221 B_n	= BC 147	5 G₄ =	BAX 13	*G₁,*	- BZX 79
A	= TBA 221 A₁,	= BC 157	G₈ =	BAX 13	Gn	- BAXi:
B.	= U 235 A₁*	= BC 147	G. =	BAX 12	Gi,	= BAXi:
■"* ! A	= TBA 221 A₁₄	= BC 147
	= BC 147 Bn	= BC 147
I B₀	= BC 157 A₁	Hierzu	2 filatt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche:

I. BeUchtungsautomaten-Scbaltung eines Rönt gendiagnostikapparates, die eine Meßkammer mit nachgeschaltetem Elektrometerverstärker, eine dem Elektrometerverstärker nachgeschaltete, auf die WelUgkeitsfrequenz der an der Röntgenröhre liegenden Hochspannung abgestimmte Bandsperre, Schaltungsmittel zur Erzeugung einer zeitlichen Voreilung des vom Elektrometerverstärker gelieferten Si - - - · 1. U-W„

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