JPH04270986A - X-ray signal processing circuit - Google Patents

X-ray signal processing circuit

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JPH04270986A
JPH04270986A JP3260391A JP3260391A JPH04270986A JP H04270986 A JPH04270986 A JP H04270986A JP 3260391 A JP3260391 A JP 3260391A JP 3260391 A JP3260391 A JP 3260391A JP H04270986 A JPH04270986 A JP H04270986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
amplifier
comparator
output
multiplexer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3260391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Adachi
晋 足立
Motosada Kiri
喜利 元貞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04270986A publication Critical patent/JPH04270986A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a circuit which does not allow a capacitative load of an amplifier or the number of wire connections between a comparator and a counter to be increased without increase in the number of comparators even if an energy level to be discriminated is increased. CONSTITUTION:A conversion circuit 3 which generates a digital pulse with a pulse width corresponding to a pulse height of an output of an amplifier 2 and a multiplexer 4 which leads the digital pulse to relevant counters 5a and 5b according to the pulse width are provided.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】  本発明は、医用X線撮像装置
や産業用非破壊検査装置等に適用可能なフォトンカウン
ティング方式に基づくX線信号処理回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray signal processing circuit based on a photon counting method applicable to medical X-ray imaging devices, industrial non-destructive inspection devices, and the like.

【0002】0002

【従来の技術】  フォトンカウンティング方式に基づ
くX線測定では、原則的に、X線検出器に入射したX線
により発生するパルス信号を計数することによってその
X線量を計測する。図3にこのようなフォトンカウンテ
ィング方式を用いた従来のX線信号処理回路の例を示す
2. Description of the Related Art In X-ray measurement based on the photon counting method, the amount of X-rays is basically measured by counting pulse signals generated by X-rays incident on an X-ray detector. FIG. 3 shows an example of a conventional X-ray signal processing circuit using such a photon counting method.

【0003】この従来例は2つのエネルギレベルを越え
るX線それぞれについてその線量を計測するようにした
回路で、X線検出器31から出た電流パルスはアンプ3
2によって電圧パルスに変換増幅された後、コンパレー
タ33aおよび33bに入力される。コンパレータ33
aおよび33bには、互いに異なる基準電圧VREF1
およびVREF2が設定されており、各基準電圧を越え
る電圧値を持つパルスのみが各コンパレータ33aおよ
び33bに接続されたカウンタ34aおよび34bに導
入されて計数される。このカウンタ34aおよび34b
の各計数値が、VREF1またはVREF2によって特
定されるエネルギレベルを越えるX線の線量を表すこと
になる。
This conventional example is a circuit that measures the dose of each of the X-rays exceeding two energy levels, and the current pulse output from the X-ray detector 31 is sent to the amplifier 3.
After being converted and amplified into voltage pulses by 2, the voltage pulses are input to comparators 33a and 33b. Comparator 33
A and 33b are provided with different reference voltages VREF1.
and VREF2 are set, and only pulses having a voltage value exceeding each reference voltage are introduced into counters 34a and 34b connected to each comparator 33a and 33b and counted. These counters 34a and 34b
Each count of will represent the dose of x-rays above the energy level specified by VREF1 or VREF2.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】  ところで、以上の
ような従来のX線信号処理回路では、異なるエネルギレ
ベルのX線の線量を知るためには、例示のように複数の
コンパレータおよびカウンタをアンプの出力に並列に接
続する必要がある。しかし、このような処理回路では、
分離すべきエネルギレベルが多くなると、アンプの容量
性負荷が増大すること、および、全回路をハイブリッド
構成にする場合には、特にコンパレータとカウンタ間の
結線数が増大してしまうという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional X-ray signal processing circuit as described above, in order to know the dose of X-rays of different energy levels, multiple comparators and counters are connected to the amplifier as shown in the example. Must be connected in parallel to the output. However, in such a processing circuit,
As the number of energy levels to be separated increases, the capacitive load on the amplifier increases, and when all circuits are configured in a hybrid configuration, the number of connections between the comparator and counter increases, especially. .

【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、エネルギレベルを多くしてもアンプの負荷容量が
増大することなく、コンパレータとカウンタ間の結線数
も少なくて済むX線信号処理回路の提供を目的としてい
る。
The present invention has been made in view of these points, and provides X-ray signal processing in which the load capacity of the amplifier does not increase even when the energy level is increased and the number of connections between the comparator and the counter is reduced. The purpose is to provide circuits.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】  上記の目的を達成す
るための構成を実施例に対応する図1を参照しつつ説明
すると、本発明のX線信号処理回路は、X線検出器1か
らの電流パルスを電圧パルスに変換増幅する増幅器2と
、その増幅器2の出力のパルス高に比例した時間幅のデ
ジタルパルスを出力するパルス変換回路手段(例えばコ
ンパレータ)3と、そのデジタルパルスのパルス幅の大
きさに応じて信号経路を切り替えるマルチプレクサ4と
、このマルチプレクサ4を介して導かれたパルス信号を
計数する複数のカウンタ5a,5bを備えたことによっ
て特徴付けられる。
[Means for Solving the Problems] A configuration for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. an amplifier 2 that converts and amplifies current pulses into voltage pulses; a pulse conversion circuit means (for example, a comparator) 3 that outputs a digital pulse with a time width proportional to the pulse height of the output of the amplifier 2; It is characterized by having a multiplexer 4 that switches the signal path depending on the magnitude, and a plurality of counters 5a and 5b that count the pulse signals guided through the multiplexer 4.

【0007】[0007]

【作用】  図2(A)に示すように、増幅器2により
変換増幅されたX線センサ1の出力は、一定の電圧レベ
ルで比較したとき、波高値が大となるほど幅が大となる
傾向を持つ。この特徴を利用して、例えば一つのコンパ
レータにより、増幅器2の出力のパルス高情報、従って
X線センサ1への入射フォトンのエネルギレベル情報を
、デジタルパルス幅情報に変換することができる。この
パルス幅の値に応じて、複数のカウンタのいずれかに信
号を導くことにより、入射フォトンのエネルギレベルの
弁別が可能となる。
[Operation] As shown in FIG. 2(A), when comparing the output of the X-ray sensor 1 converted and amplified by the amplifier 2 at a constant voltage level, the width tends to increase as the peak value increases. have Utilizing this feature, for example, one comparator can convert pulse height information of the output of the amplifier 2, and thus information on the energy level of photons incident on the X-ray sensor 1, into digital pulse width information. By guiding a signal to one of a plurality of counters according to the value of this pulse width, it becomes possible to discriminate the energy level of the incident photon.

【0008】すなわち、弁別すべきエネルギレベルの数
に拘らず、増幅器2の出力は一つのコンパレータ等のパ
ルス変換回路手段に導けばよく、所期の目的を達成でき
る。
That is, regardless of the number of energy levels to be discriminated, the output of the amplifier 2 need only be led to one pulse conversion circuit means such as a comparator, and the desired purpose can be achieved.

【0009】[0009]

【実施例】  図1は本発明実施例の回路構成を示すブ
ロック図で、エネルギレベルを2つに弁別計数する場合
の例を示している。X線センサ1の電流パルス出力は増
幅器2によって電圧パルスに変換増幅されて一つのコン
パレータ3に導入される。コンパレータ3には基準電圧
VREF が設定されており、その基準電圧VREF 
を越える電圧レベルの信号が入力している状態でHレベ
ルのデジタルパルス信号を出力する。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration of an embodiment of the present invention, and shows an example in which energy levels are counted separately into two. The current pulse output of the X-ray sensor 1 is converted and amplified into voltage pulses by an amplifier 2 and introduced into one comparator 3. A reference voltage VREF is set in the comparator 3, and the reference voltage VREF
Outputs an H-level digital pulse signal when a signal with a voltage level exceeding .

【0010】このコンパレータ3の出力はマルチプレク
サ4に導入された後、第1もしくは第2のカウンタ5a
もしくは5bに導入される。マルチプレクサ4には基準
クロックが導入されており、コンパレータ3からのデジ
タルパルス信号のパルス幅内に基準クロックがいくつ入
るかによって、入力信号を第1もしくは第2のカウンタ
5aもしくは5bに導くように構成されている。なお、
このマルチプレクサ4の実際の回路は、例えば単純論理
ゲートおよびカウンタ等の簡単なデジタル回路によって
構成することができる。すなわち、コンパレータ3の出
力パルスをゲート信号として、その間に通過する基準ク
ロックをカウンタ等によって計数することによりそのパ
ルス幅の大きさを識別し、その結果に応じてそのパルス
信号を該当するカウンタに導くようなゲートを設けるこ
とによって達成できる。
The output of this comparator 3 is introduced into a multiplexer 4 and then sent to a first or second counter 5a.
Or introduced in 5b. A reference clock is introduced into the multiplexer 4, and is configured to guide the input signal to the first or second counter 5a or 5b depending on how many reference clocks are included in the pulse width of the digital pulse signal from the comparator 3. has been done. In addition,
The actual circuit of this multiplexer 4 can be constituted by simple digital circuits such as simple logic gates and counters. That is, by using the output pulse of the comparator 3 as a gate signal and counting the reference clock that passes during that time using a counter or the like, the magnitude of the pulse width is identified, and the pulse signal is guided to the corresponding counter according to the result. This can be achieved by providing such a gate.

【0011】次に、図2に示す各部の信号波形を参照し
つつ上記した本発明実施例の作用を述べる。X線がX線
センサ1に入射すると、図2(A)示すようにそのX線
のエネルギ値に比例したパルスが増幅器2の出力に現れ
る。このパルスがコンパレータ3に入力すると、(B)
に示すように、あらかじめ設定されている基準電圧VR
EF を越える波高値を持つものについては、基準電圧
VREF を越えている期間だけコンパレータ3の出力
がHレベルとなる。ここで、増幅器2からの出力信号は
、その波高値が大であればあるほどVREF を越えて
いる期間が長くなるので、従ってコンパレータ3からの
デジタルパルスのパルス幅は、増幅器2の出力の波高値
つまり入射X線のエネルギと相関した値となる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention described above will be described with reference to the signal waveforms of each part shown in FIG. When X-rays enter the X-ray sensor 1, a pulse proportional to the energy value of the X-rays appears at the output of the amplifier 2, as shown in FIG. 2(A). When this pulse is input to comparator 3, (B)
As shown in the figure, the preset reference voltage VR
For those having a peak value exceeding EF, the output of the comparator 3 becomes H level only during the period when the peak value exceeds the reference voltage VREF. Here, the larger the peak value of the output signal from amplifier 2, the longer the period in which it exceeds VREF. Therefore, the pulse width of the digital pulse from comparator 3 is It is a high value, that is, a value that correlates with the energy of incident X-rays.

【0012】このようなコンパレータ3からのデジタル
パルスは、次段のマルチプレクサ4において、(C)に
示すようにそのデジタルパルスをゲート信号とする基準
クロックの通過数に基づいてそのパルス幅が判定され、
ある値以下の場合には第1のカウンタ4aに、また、そ
の値を越えていれば第2のカウンタ4bに導入されて計
数される。これにより、第1と第2のカウンタ4aと4
bの計数値から、エネルギレベルがそれぞれに弁別され
た入射X線のフォトン数を知ることができる。
The pulse width of such a digital pulse from the comparator 3 is determined in the next stage multiplexer 4 based on the number of passages of a reference clock using the digital pulse as a gate signal, as shown in (C). ,
If it is less than a certain value, it is introduced into the first counter 4a, and if it exceeds that value, it is introduced into the second counter 4b for counting. As a result, the first and second counters 4a and 4
From the count value of b, it is possible to know the number of photons of incident X-rays with different energy levels.

【0013】なお、以上の実施例では、エネルギレベル
を2つに弁別して計数する場合を示したが、その弁別数
に制限はなく、マルチチャンネル、マルチレベルのフォ
トンカウンタに拡張が可能であることは勿論である。ま
た、コンパレータ3からのデジタルパルスのパルス幅の
判定は、上記のように基準クロックの通過数により行う
場合のほか、例えばワンショットマルチバイブレータ等
を用いた基準パルス幅信号との比較により行ってもよい
[0013] In the above embodiments, the case where the energy level is distinguished into two and counted is shown, but there is no limit to the number of discriminations, and it is possible to expand to a multi-channel, multi-level photon counter. Of course. Furthermore, the pulse width of the digital pulse from the comparator 3 can be determined not only by the number of passages of the reference clock as described above, but also by comparison with a reference pulse width signal using, for example, a one-shot multivibrator. good.

【0014】更に、パルス高を正確にパルス幅に変換す
るような回路を加えることによって、より高精度な波高
分析を行うことができる。更にまた、マルチプレクサに
よるパルス信号の出力先の切り替えに際して、このパル
ス幅の判定に要する時間との関係上、適当な遅延要素を
介在させることを妨げない。また、パルス幅の判定結果
に基づき、上記した例のようにコンパレータからのデジ
タルパルスそのものを該当するカウンタに導くほか、例
えば判定結果に基づいて発生する別の信号等、他の適当
な信号を該当のカウンタに供給することもできる。
Furthermore, by adding a circuit that accurately converts pulse height into pulse width, more accurate pulse height analysis can be performed. Furthermore, when switching the output destination of the pulse signal by the multiplexer, an appropriate delay element may be inserted in view of the time required to determine the pulse width. Also, based on the pulse width judgment result, in addition to directing the digital pulse itself from the comparator to the corresponding counter as in the example above, other appropriate signals, such as another signal generated based on the judgment result, can be sent to the corresponding counter. It can also be supplied to the counter.

【0015】[0015]

【発明の効果】  以上説明したように、本発明によれ
ば、X線センサから出力される電流パルスの電圧変換パ
ルスを、一つのコンパレータ等に導くことによってその
パルス高さに比例したパルス幅を持つデジタルパルス信
号に変換し、そのパルス幅の値に応じて複数のカウンタ
のうちの該当するものにその信号を供給するように構成
したので、従来の処理回路のようにエネルギレベルの弁
別数だけコンパレータを設けてそれぞれに増幅器出力を
並列供給する必要がなくなり、多数のエネルギレベルに
分離する場合でも増幅器の容量性負荷が増大することが
ない。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, by guiding the voltage conversion pulse of the current pulse output from the X-ray sensor to one comparator or the like, the pulse width proportional to the pulse height can be changed. The structure is configured so that the signal is converted into a digital pulse signal that has a pulse width and is supplied to the appropriate one of multiple counters according to the value of the pulse width. It is no longer necessary to provide a comparator to supply each amplifier output in parallel, and the capacitive load on the amplifier does not increase even when multiple energy levels are separated.

【0016】また、分離するエネルギレベルを増やして
も、コンパレータを多数個必要としないことから、コン
パレータとカウンタ間の結線数も増大することがなく、
同時に、従来の回路に比して消費電力も少なくなる。
Furthermore, even if the energy level to be separated is increased, since a large number of comparators are not required, the number of connections between the comparators and the counters does not increase.
At the same time, it consumes less power than conventional circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】  本発明実施例の回路構成を示すブロック図
[Fig. 1] Block diagram showing the circuit configuration of an embodiment of the present invention

【図2】  各部の信号波形で示す本発明実施例の作用
説明図
[Fig. 2] An explanatory diagram of the operation of the embodiment of the present invention shown by signal waveforms of each part

【図3】  従来のX線処理回路の構成例を示すブロッ
ク図
[Figure 3] Block diagram showing a configuration example of a conventional X-ray processing circuit

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・X線センサ 2・・・・増幅器 3・・・・コンパレータ 4・・・・マルチプレクサ 5a・・・・第1のカウンタ 5b・・・・第2のカウンタ 1...X-ray sensor 2...Amplifier 3...Comparator 4...Multiplexer 5a...first counter 5b...Second counter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  X線検出器からの電流パルスを電圧パ
ルスに変換増幅する増幅器と、その増幅器出力のパルス
高に比例した時間幅のデジタルパルスを出力するパルス
変換回路手段と、そのデジタルパルスのパルス幅の値に
応じて信号経路を切り替えるマルチプレクサと、このマ
ルチプレクサを介して導かれたパルス信号を計数する複
数のカウンタを備えてなるX線信号処理回路。
Claim 1: An amplifier for converting and amplifying current pulses from an X-ray detector into voltage pulses, a pulse conversion circuit means for outputting digital pulses with a time width proportional to the pulse height of the output of the amplifier, and An X-ray signal processing circuit comprising a multiplexer that switches signal paths according to a pulse width value, and a plurality of counters that count pulse signals guided through the multiplexer.
JP3260391A 1991-02-27 1991-02-27 X-ray signal processing circuit Pending JPH04270986A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010536021A (en) * 2007-08-09 2010-11-25 ヨーロピアン・オーガニゼーション・フォア・ニュークリア・リサーチ Radiation monitoring device
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