JPH10221458A - Ａｄ変換回路 - Google Patents
Ａｄ変換回路Info
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- JPH10221458A JPH10221458A JP9022873A JP2287397A JPH10221458A JP H10221458 A JPH10221458 A JP H10221458A JP 9022873 A JP9022873 A JP 9022873A JP 2287397 A JP2287397 A JP 2287397A JP H10221458 A JPH10221458 A JP H10221458A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体検出器を用いたＸ線測定装置におい
て、デッドタイムを短縮し、データ収集効率を向上させ
る。 【解決手段】 前置増幅器１１は半導体検出器の出力に
基づいて階段波を出力し、その信号は増幅器１３で増幅
されてＡＤＣ１５に入力される。弁別回路１４の閾値は
ＡＤＣ１５の最大入力電圧あるいはそれより若干低いレ
ベルに設定されている。弁別回路１４は増幅器１３の出
力信号レベルが閾値に達するとリセット信号を出力す
る。このリセット信号によって前置増幅器１１はリセッ
トされる。ＡＤＣ１５はリセット信号を受けると、前置
増幅器１１がリセットされている期間に量子化されたデ
ータに対して無効であることを示すフラグを付す。
て、デッドタイムを短縮し、データ収集効率を向上させ
る。 【解決手段】 前置増幅器１１は半導体検出器の出力に
基づいて階段波を出力し、その信号は増幅器１３で増幅
されてＡＤＣ１５に入力される。弁別回路１４の閾値は
ＡＤＣ１５の最大入力電圧あるいはそれより若干低いレ
ベルに設定されている。弁別回路１４は増幅器１３の出
力信号レベルが閾値に達するとリセット信号を出力す
る。このリセット信号によって前置増幅器１１はリセッ
トされる。ＡＤＣ１５はリセット信号を受けると、前置
増幅器１１がリセットされている期間に量子化されたデ
ータに対して無効であることを示すフラグを付す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体検出器を用いた
Ｘ線測定装置に用いて好適なＡＤ変換回路に関する。
Ｘ線測定装置に用いて好適なＡＤ変換回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料に含まれる元素の同定及び定量を行
うものとして、半導体検出器を用いたＸ線測定装置が知
られており、特に近年ではデジタル化されたものが開発
されている。図３にその概略の構成例を示す。図中、１
は半導体検出器、２は前置増幅器、３はＦＥＴ、４は弁
別回路、５はＡＤ変換器（以下、ＡＤＣと記す）、６は
マルチ・チャンネル・アナライザ（以下、ＭＣＡと記
す）、７はＬＥＤ、Ｃはコンデンサを示す。
うものとして、半導体検出器を用いたＸ線測定装置が知
られており、特に近年ではデジタル化されたものが開発
されている。図３にその概略の構成例を示す。図中、１
は半導体検出器、２は前置増幅器、３はＦＥＴ、４は弁
別回路、５はＡＤ変換器（以下、ＡＤＣと記す）、６は
マルチ・チャンネル・アナライザ（以下、ＭＣＡと記
す）、７はＬＥＤ、Ｃはコンデンサを示す。
【０００３】半導体検出器１はＸ線が入射されると、そ
の入射したＸ線のエネルギーに対応した信号を出力す
る。そして、半導体検出器１の出力信号は前置増幅器２
で階段波に変換され、弁別回路４とＡＤＣ５に入力され
る。
の入射したＸ線のエネルギーに対応した信号を出力す
る。そして、半導体検出器１の出力信号は前置増幅器２
で階段波に変換され、弁別回路４とＡＤＣ５に入力され
る。
【０００４】図４は前置増幅器２から出力される階段波
の例を示す図であり、いま、例えば図４に示すように、
ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 のときに半導体検出器１にＸ線が入射
したとすると、前置増幅器２は図４に示すような階段波
を出力する。この最初のステップの波高Ｈ1 はｔ1 に入
射したＸ線のエネルギーに相当し、２番目のステップの
波高Ｈ2 はｔ2 に入射したＸ線のエネルギーに相当し、
３番目のステップの波高Ｈ3 はｔ3 に入射したＸ線のエ
ネルギーに相当している。
の例を示す図であり、いま、例えば図４に示すように、
ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 のときに半導体検出器１にＸ線が入射
したとすると、前置増幅器２は図４に示すような階段波
を出力する。この最初のステップの波高Ｈ1 はｔ1 に入
射したＸ線のエネルギーに相当し、２番目のステップの
波高Ｈ2 はｔ2 に入射したＸ線のエネルギーに相当し、
３番目のステップの波高Ｈ3 はｔ3 に入射したＸ線のエ
ネルギーに相当している。
【０００５】弁別回路４は、前置増幅器２の出力信号の
レベルと閾値ＶREF とを比較し、前置増幅器２の出力信
号レベルが閾値ＶREF に達するとリセット信号を出力す
る。ここで、閾値ＶREF は前置増幅器２のダイナミック
レンジの最大値に設定される。
レベルと閾値ＶREF とを比較し、前置増幅器２の出力信
号レベルが閾値ＶREF に達するとリセット信号を出力す
る。ここで、閾値ＶREF は前置増幅器２のダイナミック
レンジの最大値に設定される。
【０００６】ＬＥＤ７はＦＥＴ３の近くに配置されてお
り、弁別回路４からのリセット信号により光を発する。
この光がＦＥＴ３のゲートに入射されると、コンデンサ
Ｃにチャージされた電荷はＦＥＴ３のゲートからソース
を通してディスチャージされる。即ち、前置増幅器２
は、その出力信号レベルがダイナミックレンジを越える
と弁別回路４からのリセット信号によりリセットされる
のであり、これによって前置増幅器２からは図５に示す
ように階段波の信号が繰り返し出力されるようになる。
り、弁別回路４からのリセット信号により光を発する。
この光がＦＥＴ３のゲートに入射されると、コンデンサ
Ｃにチャージされた電荷はＦＥＴ３のゲートからソース
を通してディスチャージされる。即ち、前置増幅器２
は、その出力信号レベルがダイナミックレンジを越える
と弁別回路４からのリセット信号によりリセットされる
のであり、これによって前置増幅器２からは図５に示す
ように階段波の信号が繰り返し出力されるようになる。
【０００７】前置増幅器２から出力された階段波はＡＤ
Ｃ５で量子化され、所定のビット数のデジタルデータと
なされ、ＭＣＡ６に供給されて元素同定の処理、定量の
ための処理等に用いられることになる。
Ｃ５で量子化され、所定のビット数のデジタルデータと
なされ、ＭＣＡ６に供給されて元素同定の処理、定量の
ための処理等に用いられることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すように、前置増幅器２から出力される階段波を直接
ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようとすると、ＡＤ
Ｃ５は階段波の各々のステップの波高を基準レベル、即
ち図５の 0Ｖから量子化してしまうので、データの収集
効率が非常に悪くなってしまう場合があるという問題が
ある。
示すように、前置増幅器２から出力される階段波を直接
ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようとすると、ＡＤ
Ｃ５は階段波の各々のステップの波高を基準レベル、即
ち図５の 0Ｖから量子化してしまうので、データの収集
効率が非常に悪くなってしまう場合があるという問題が
ある。
【０００９】即ち、いまＡＤＣ５のＡＤ変換特性が図６
のＡで示すようであり、入力された階段波が図６のＢで
示すようであったとすると、当該階段波ので示すステ
ップの波高Ｈ1 はＡＤＣ５の最大入力電圧ＶMAX 未満で
あるので当該ステップの波高Ｈ1 は量子化され、有効
なデジタルデータとなるが、図中で示すステップ以降
のステップの基準レベル 0Ｖからの波高はＡＤＣ５の最
大入力電圧ＶMAX を越えているので量子化範囲外とな
り、これらのデジタル値は全てＡＤＣ５のフルスケール
レンジ（ＦＳＲ）の値となり、無効となってしまう。
のＡで示すようであり、入力された階段波が図６のＢで
示すようであったとすると、当該階段波ので示すステ
ップの波高Ｈ1 はＡＤＣ５の最大入力電圧ＶMAX 未満で
あるので当該ステップの波高Ｈ1 は量子化され、有効
なデジタルデータとなるが、図中で示すステップ以降
のステップの基準レベル 0Ｖからの波高はＡＤＣ５の最
大入力電圧ＶMAX を越えているので量子化範囲外とな
り、これらのデジタル値は全てＡＤＣ５のフルスケール
レンジ（ＦＳＲ）の値となり、無効となってしまう。
【００１０】このように、前置増幅器２から出力される
階段波を直接ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようと
すると、階段波のステップの基準レベルからの波高がＡ
ＤＣ５の最大入力電圧ＶMAX を越えると、それ以降、前
置増幅器２がリセットされるまでの間に入力した階段波
のステップの波高をデジタル化した値は全てＦＳＲの値
となるのである。
階段波を直接ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようと
すると、階段波のステップの基準レベルからの波高がＡ
ＤＣ５の最大入力電圧ＶMAX を越えると、それ以降、前
置増幅器２がリセットされるまでの間に入力した階段波
のステップの波高をデジタル化した値は全てＦＳＲの値
となるのである。
【００１１】最悪の場合、前置増幅器２がリセットされ
た後に出力された最初のステップの波高が最大入力電圧
を越えていた場合には、前置増幅器２が次にリセットさ
れるまで無効な量子化、デジタル化が行われることにな
る。
た後に出力された最初のステップの波高が最大入力電圧
を越えていた場合には、前置増幅器２が次にリセットさ
れるまで無効な量子化、デジタル化が行われることにな
る。
【００１２】このように前置増幅器２から出力される階
段波を直接ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようとす
ると、データ収集効率が非常に悪くなってしまう場合が
あるのである。
段波を直接ＡＤＣ５で量子化し、デジタル化しようとす
ると、データ収集効率が非常に悪くなってしまう場合が
あるのである。
【００１３】このような事態を改善する手法として、Ａ
ＤＣ５として、よりビット数の多い、分解能の高いＡＤ
Ｃを用いることが考えられる。例えば、Ｘ線測定装置全
体として要求される分解能を10ビットとしたとき、ＡＤ
Ｃ５として12ビットのＡＤＣを使用すると、有効となる
量子化データの波高の数は10ビットのＡＤＣを使用した
ときの 4倍となり、データ収集効率は 4倍改善されるこ
とになる。
ＤＣ５として、よりビット数の多い、分解能の高いＡＤ
Ｃを用いることが考えられる。例えば、Ｘ線測定装置全
体として要求される分解能を10ビットとしたとき、ＡＤ
Ｃ５として12ビットのＡＤＣを使用すると、有効となる
量子化データの波高の数は10ビットのＡＤＣを使用した
ときの 4倍となり、データ収集効率は 4倍改善されるこ
とになる。
【００１４】図７はそのことを説明するための図であ
り、ＡＤＣ５のＡＤ変換特性が図７のＡ′で示すようで
あり、入力された階段波が図７のＢ′で示すようであっ
たとすると、図中〜で示すステップの波高のデータ
は有効となり、データ収集効率は10ビットのＡＤＣを用
いた場合に比較して 4倍となる。
り、ＡＤＣ５のＡＤ変換特性が図７のＡ′で示すようで
あり、入力された階段波が図７のＢ′で示すようであっ
たとすると、図中〜で示すステップの波高のデータ
は有効となり、データ収集効率は10ビットのＡＤＣを用
いた場合に比較して 4倍となる。
【００１５】以上のことから、ＡＤＣ５として13ビット
のＡＤＣを用いると 8倍、14ビットのＡＤＣを用いた場
合には16倍というようにＡＤＣ５の分解能を 1ビット増
やす毎にデータ収集効率を 2倍ずつ改善することができ
ることが分かる。
のＡＤＣを用いると 8倍、14ビットのＡＤＣを用いた場
合には16倍というようにＡＤＣ５の分解能を 1ビット増
やす毎にデータ収集効率を 2倍ずつ改善することができ
ることが分かる。
【００１６】しかし、この手法にも限界がある。それを
図８を参照して説明すると次のようである。なお、ここ
ではＸ線測定装置全体として要求される分解能が10ビッ
トで、最大計測エネルギーを 10.23ｋｅＶとし、ＡＤＣ
５として分解能が12ビット、最大入力電圧ＶMAX は10Ｖ
のものを使用するものとする。
図８を参照して説明すると次のようである。なお、ここ
ではＸ線測定装置全体として要求される分解能が10ビッ
トで、最大計測エネルギーを 10.23ｋｅＶとし、ＡＤＣ
５として分解能が12ビット、最大入力電圧ＶMAX は10Ｖ
のものを使用するものとする。
【００１７】ところで、前置増幅器２の出力振幅は大き
くなるように設定されるのが一般的である。なぜなら、
出力振幅を大きく設定すればリセットされてから次にリ
セットされるまでの間により多くのステップの階段波を
出力することができるからである。例えば、前置増幅器
２の出力振幅を 1Ｖとし、マンガンＭｎのｋα線（ 5.9
ｋｅＶ）における出力電圧を 2.6ｍＶとすると、マンガ
ンＭｎのｋα線のみが連続して入射したとすると、一つ
の階段波のステップの数は 385ステップとなる。
くなるように設定されるのが一般的である。なぜなら、
出力振幅を大きく設定すればリセットされてから次にリ
セットされるまでの間により多くのステップの階段波を
出力することができるからである。例えば、前置増幅器
２の出力振幅を 1Ｖとし、マンガンＭｎのｋα線（ 5.9
ｋｅＶ）における出力電圧を 2.6ｍＶとすると、マンガ
ンＭｎのｋα線のみが連続して入射したとすると、一つ
の階段波のステップの数は 385ステップとなる。
【００１８】さて、Ｘ線測定装置全体として要求される
分解能が10ビットの場合、最大計測エネルギーは 10.23
ｋｅＶとなされ、この最大計測エネルギーのＸ線が入射
したとき最大分解能の10ビットとなるように調整される
のが通常であり、このときマンガンＭｎのｋα線（ 5.9
ｋｅＶ）のデジタル値は 5.9ｋｅＶ／10.23ｋｅＶ×1023＝590 となる。そしてこのときのＡＤＣ５の入力電圧は 590／4095×10Ｖ＝1.44Ｖ となり、マンガンＭｎのｋα線（ 5.9ｋｅＶ）のＸ線が
連続的に入射するものとすると 10Ｖ／1.44Ｖ＝6.94 であるので、７段目のステップ以降のステップはＡＤＣ
５の最大入力電圧ＶMAXをオーバーしてしまうことにな
り、そのデータは無効となってしまう。なお、図８にお
いて、Ａ″はＡＤＣ５のＡＤ変換特性を示し、Ｂ″は入
力階段波を示している。
分解能が10ビットの場合、最大計測エネルギーは 10.23
ｋｅＶとなされ、この最大計測エネルギーのＸ線が入射
したとき最大分解能の10ビットとなるように調整される
のが通常であり、このときマンガンＭｎのｋα線（ 5.9
ｋｅＶ）のデジタル値は 5.9ｋｅＶ／10.23ｋｅＶ×1023＝590 となる。そしてこのときのＡＤＣ５の入力電圧は 590／4095×10Ｖ＝1.44Ｖ となり、マンガンＭｎのｋα線（ 5.9ｋｅＶ）のＸ線が
連続的に入射するものとすると 10Ｖ／1.44Ｖ＝6.94 であるので、７段目のステップ以降のステップはＡＤＣ
５の最大入力電圧ＶMAXをオーバーしてしまうことにな
り、そのデータは無効となってしまう。なお、図８にお
いて、Ａ″はＡＤＣ５のＡＤ変換特性を示し、Ｂ″は入
力階段波を示している。
【００１９】つまり、マンガンＭｎのｋα線（ 5.9ｋｅ
Ｖ）が連続的に入射するものとすると、一つの階段波に
は 385のステップが含まれるのであるが、有効なデータ
となるのは 6番目のステップのデータまでであり、 7番
目以降のステップのデータは無効となり、前置増幅器２
が次にリセットされるまでの時間は計測を行うことがで
きない、いわゆるデッドタイムとなってしまうのであ
る。
Ｖ）が連続的に入射するものとすると、一つの階段波に
は 385のステップが含まれるのであるが、有効なデータ
となるのは 6番目のステップのデータまでであり、 7番
目以降のステップのデータは無効となり、前置増幅器２
が次にリセットされるまでの時間は計測を行うことがで
きない、いわゆるデッドタイムとなってしまうのであ
る。
【００２０】同様に、ＡＤＣ５として13ビットのＡＤＣ
を用いた場合には14番目以降のステップのデータが無効
となり、14ビットのＡＤＣを用いた場合には28番目以降
のステップのデータが無効になることは明らかであろ
う。
を用いた場合には14番目以降のステップのデータが無効
となり、14ビットのＡＤＣを用いた場合には28番目以降
のステップのデータが無効になることは明らかであろ
う。
【００２１】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、デッドタイムを短縮でき、以てデータ収集効
率を向上させることができるＡＤ変換回路を提供するこ
とを目的とするものである。
のであり、デッドタイムを短縮でき、以てデータ収集効
率を向上させることができるＡＤ変換回路を提供するこ
とを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のＡＤ変換回路は、入射Ｘ線のエネルギー
に対応する波高のステップを有する階段波を出力する前
置増幅器の出力信号を量子化して所定のビット数のデジ
タル値に変換するＡＤ変換回路であって、ＡＤ変換器の
最大入力電圧あるいは最大入力電圧より若干低いレベル
を閾値として有し、ＡＤ変換器への入力電圧が当該閾値
を越えた場合にはリセット信号を出力する弁別回路を備
え、前置増幅器は弁別回路からのリセット信号によって
リセットされることを特徴とする。
めに、本発明のＡＤ変換回路は、入射Ｘ線のエネルギー
に対応する波高のステップを有する階段波を出力する前
置増幅器の出力信号を量子化して所定のビット数のデジ
タル値に変換するＡＤ変換回路であって、ＡＤ変換器の
最大入力電圧あるいは最大入力電圧より若干低いレベル
を閾値として有し、ＡＤ変換器への入力電圧が当該閾値
を越えた場合にはリセット信号を出力する弁別回路を備
え、前置増幅器は弁別回路からのリセット信号によって
リセットされることを特徴とする。
【００２３】ここで、請求項２記載のように、ＡＤ変換
器の量子化ビット数は、要求される量子化ビット数より
も多くするとデータ収集効率をより向上させることがで
きる。また、請求項３記載のように、ＡＤ変換器は弁別
回路からリセット信号が出力されたときには、前置増幅
器がリセットされている期間に量子化されたデータには
無効であることを示すフラグを付するようにするのがよ
い。
器の量子化ビット数は、要求される量子化ビット数より
も多くするとデータ収集効率をより向上させることがで
きる。また、請求項３記載のように、ＡＤ変換器は弁別
回路からリセット信号が出力されたときには、前置増幅
器がリセットされている期間に量子化されたデータには
無効であることを示すフラグを付するようにするのがよ
い。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。図１は本発明に係るＡＤ変換回路
の一実施形態を示す図であり、図中、１１は前置増幅
器、１２はＦＥＴ、１３は増幅器、１４は弁別回路、１
５はＡＤＣ、１６はＬＥＤを示す。
態について説明する。図１は本発明に係るＡＤ変換回路
の一実施形態を示す図であり、図中、１１は前置増幅
器、１２はＦＥＴ、１３は増幅器、１４は弁別回路、１
５はＡＤＣ、１６はＬＥＤを示す。
【００２５】前置増幅器１１は半導体検出器（図１には
図示せず）からの信号に基づいて階段波を生成して出力
するものであり、図３の２で示すものと同様の構成を備
えている。
図示せず）からの信号に基づいて階段波を生成して出力
するものであり、図３の２で示すものと同様の構成を備
えている。
【００２６】ＬＥＤ１６は弁別回路１４からのリセット
信号によって光を発し、この光がＦＥＴ１２のゲートに
入射するとコンデンサＣの電荷はＦＥＴ１２のゲート、
ソース間を通してディスチャージされて前置増幅器１１
はリセットされることになる。
信号によって光を発し、この光がＦＥＴ１２のゲートに
入射するとコンデンサＣの電荷はＦＥＴ１２のゲート、
ソース間を通してディスチャージされて前置増幅器１１
はリセットされることになる。
【００２７】前置増幅器１１の出力信号は増幅器１３に
よって増幅され、弁別回路１４とＡＤＣ１５に入力され
る。なお、前置増幅器１１のゲインが十分なものであれ
ば増幅器１３は不要なものである。
よって増幅され、弁別回路１４とＡＤＣ１５に入力され
る。なお、前置増幅器１１のゲインが十分なものであれ
ば増幅器１３は不要なものである。
【００２８】弁別回路１４は増幅器１３の出力信号と閾
値Ｖref とを比較し、増幅器１３の出力信号のレベルが
閾値Ｖref に達するとリセット信号を出力する。ここ
で、閾値Ｖref はＡＤＣ１５の最大入力電圧ＶMAX のレ
ベルあるいはそれよりも若干低いレベルに設定されてい
る。そして、弁別回路１４からのリセット信号はＦＥＴ
１２と、ＡＤＣ１５に供給される。
値Ｖref とを比較し、増幅器１３の出力信号のレベルが
閾値Ｖref に達するとリセット信号を出力する。ここ
で、閾値Ｖref はＡＤＣ１５の最大入力電圧ＶMAX のレ
ベルあるいはそれよりも若干低いレベルに設定されてい
る。そして、弁別回路１４からのリセット信号はＦＥＴ
１２と、ＡＤＣ１５に供給される。
【００２９】ＡＤＣ１５は、増幅器１３からの階段波を
量子化し、デジタル化してＭＣＡに供給するが、弁別回
路１４からリセット信号を受けたときには、所定の期間
のデータ、即ち前置増幅器１１がリセットされている期
間に量子化されたデータに対して無効であることを示す
フラグを付して出力する。
量子化し、デジタル化してＭＣＡに供給するが、弁別回
路１４からリセット信号を受けたときには、所定の期間
のデータ、即ち前置増幅器１１がリセットされている期
間に量子化されたデータに対して無効であることを示す
フラグを付して出力する。
【００３０】次に、動作について説明するが、ここで
は、Ｘ線測定装置全体として要求される分解能は10ビッ
ト、最大計測エネルギーを 10.23ｋｅＶとし、ＡＤＣ１
５として14ビットのＡＤＣを使用するものとする。ま
た、計測する最大エネルギーが最大分解能の10ビットと
なるように増幅器１３のゲインが調整されているものと
する。
は、Ｘ線測定装置全体として要求される分解能は10ビッ
ト、最大計測エネルギーを 10.23ｋｅＶとし、ＡＤＣ１
５として14ビットのＡＤＣを使用するものとする。ま
た、計測する最大エネルギーが最大分解能の10ビットと
なるように増幅器１３のゲインが調整されているものと
する。
【００３１】いま、前置増幅器１１がリセットされた直
後だとすると、増幅器１３の出力信号レベルは 0Ｖから
Ｘ線が入射される度毎に入射Ｘ線のエネルギーに相当す
る波高だけ階段状に増大する。そして弁別回路１４の閾
値Ｖref に達すると図２（ｂ）に示すように弁別回路１
４からリセット信号が出力されるので、増幅器１３の出
力信号レベルは 0Ｖに戻ることになり、図２（ａ）に示
すような階段波が出力されることになる。
後だとすると、増幅器１３の出力信号レベルは 0Ｖから
Ｘ線が入射される度毎に入射Ｘ線のエネルギーに相当す
る波高だけ階段状に増大する。そして弁別回路１４の閾
値Ｖref に達すると図２（ｂ）に示すように弁別回路１
４からリセット信号が出力されるので、増幅器１３の出
力信号レベルは 0Ｖに戻ることになり、図２（ａ）に示
すような階段波が出力されることになる。
【００３２】この場合、ＡＤＣ１５として14ビットのも
のを使用しているので、前置増幅器１１がリセットされ
た直後に計測する最大エネルギーのＸ線が連続して入射
された場合であっても、16番目のステップまでのデータ
が有効となることは明らかであろう。
のを使用しているので、前置増幅器１１がリセットされ
た直後に計測する最大エネルギーのＸ線が連続して入射
された場合であっても、16番目のステップまでのデータ
が有効となることは明らかであろう。
【００３３】増幅器１３の出力信号はＡＤＣ１５によっ
て量子化され、デジタル化されてＭＣＡ（図１には図示
せず）に供給されるが、ＡＤＣ１５は弁別回路１４から
リセット信号を受けたときには前置増幅器１１がリセッ
トされている期間に量子化されたデータに対して無効で
あることを示すフラグを付す。これは、図２（ａ）に示
すように、増幅器１３の出力信号レベルが閾値Ｖref に
達してから実際に弁別回路１４からリセット信号が出力
されて、増幅器１３の出力信号レベルがベースレベル
（ 0Ｖ）まで戻るにはある有限時間△ｔを要するのであ
るが、この△ｔの期間内に量子化されたデータは無効で
あるので、この期間内に量子化されたデータに対して無
効であることを示すフラグを付すのである。従って、当
該フラグを付されたデータは後段のＭＣＡにおいて除か
れることになる。
て量子化され、デジタル化されてＭＣＡ（図１には図示
せず）に供給されるが、ＡＤＣ１５は弁別回路１４から
リセット信号を受けたときには前置増幅器１１がリセッ
トされている期間に量子化されたデータに対して無効で
あることを示すフラグを付す。これは、図２（ａ）に示
すように、増幅器１３の出力信号レベルが閾値Ｖref に
達してから実際に弁別回路１４からリセット信号が出力
されて、増幅器１３の出力信号レベルがベースレベル
（ 0Ｖ）まで戻るにはある有限時間△ｔを要するのであ
るが、この△ｔの期間内に量子化されたデータは無効で
あるので、この期間内に量子化されたデータに対して無
効であることを示すフラグを付すのである。従って、当
該フラグを付されたデータは後段のＭＣＡにおいて除か
れることになる。
【００３４】以上のように、図３に示す従来の構成にお
いては、前置増幅器２は、ＡＤＣ５の最大入力電圧とは
無関係に、前置増幅器２の出力信号レベルがそのダイナ
ミックレンジを越えるとリセットされるようになされて
いるのに対して、図１に示す本発明に係るＡＤ変換回路
においては、前置増幅器１１はＡＤＣ１５に入力する信
号レベルが閾値であるＡＤＣ１５の最大入力電圧あるい
はそれより若干低いレベルに達するとリセットされるよ
うになされているので、デッドタイムとなるのはＡＤＣ
１５に入力する信号レベルが閾値に達してから弁別回路
１４からリセット信号が出力されて増幅器１３の出力信
号レベルがベースレベル（ 0Ｖ）になるまでの△ｔの期
間だけとなり、従来に比較してデッドタイムを大幅に短
縮することができ、以てデータ収集効率を向上させるこ
とができるものである。
いては、前置増幅器２は、ＡＤＣ５の最大入力電圧とは
無関係に、前置増幅器２の出力信号レベルがそのダイナ
ミックレンジを越えるとリセットされるようになされて
いるのに対して、図１に示す本発明に係るＡＤ変換回路
においては、前置増幅器１１はＡＤＣ１５に入力する信
号レベルが閾値であるＡＤＣ１５の最大入力電圧あるい
はそれより若干低いレベルに達するとリセットされるよ
うになされているので、デッドタイムとなるのはＡＤＣ
１５に入力する信号レベルが閾値に達してから弁別回路
１４からリセット信号が出力されて増幅器１３の出力信
号レベルがベースレベル（ 0Ｖ）になるまでの△ｔの期
間だけとなり、従来に比較してデッドタイムを大幅に短
縮することができ、以てデータ収集効率を向上させるこ
とができるものである。
【００３５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではＡ
ＤＣ１５として、Ｘ線測定装置全体として要求される分
解能より高い分解能を有するものを用いるものとした
が、これは前置増幅器１１のリセットから次のリセット
までの時間を長くし、データ収集効率をよりよくするた
めであって、必要不可欠な要件ではない。Ｘ線測定装置
全体として要求される分解能が10ビットである場合に10
ビットのＡＤＣを用いてもよいことは当然である。ただ
し、その場合には前置増幅器１１がリセットされる機会
が多くなるので、データ収集効率が劣ることになる。
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではＡ
ＤＣ１５として、Ｘ線測定装置全体として要求される分
解能より高い分解能を有するものを用いるものとした
が、これは前置増幅器１１のリセットから次のリセット
までの時間を長くし、データ収集効率をよりよくするた
めであって、必要不可欠な要件ではない。Ｘ線測定装置
全体として要求される分解能が10ビットである場合に10
ビットのＡＤＣを用いてもよいことは当然である。ただ
し、その場合には前置増幅器１１がリセットされる機会
が多くなるので、データ収集効率が劣ることになる。
【図１】 本発明に係るＡＤ変換回路の一実施形態を示
す図である。
す図である。
【図２】 図１に示すＡＤ変換回路の動作を説明するた
めの波形図である。
めの波形図である。
【図３】 半導体検出器を用いたデジタル化されたＸ線
測定装置の構成例を示す図である。
測定装置の構成例を示す図である。
【図４】 前置増幅器２の機能を説明するための波形図
である。
である。
【図５】 前置増幅器２の出力信号の波形を示す図であ
る。
る。
【図６】 本発明の課題を説明するための図である。
【図７】 図３のＡＤＣ５として、Ｘ線測定装置全体と
して要求される分解能より高い分解能を有するＡＤＣを
用いた場合の効果を説明するための図である。
して要求される分解能より高い分解能を有するＡＤＣを
用いた場合の効果を説明するための図である。
【図８】 図３のＡＤＣ５として、Ｘ線測定装置全体と
して要求される分解能より高い分解能を有するＡＤＣを
用いた場合にも限界があることを説明するための図であ
る。
して要求される分解能より高い分解能を有するＡＤＣを
用いた場合にも限界があることを説明するための図であ
る。
１…半導体検出器、２…前置増幅器、３…ＦＥＴ、４…
弁別回路、５…ＡＤＣ、６…ＭＣＡ、７…ＬＥＤ、１１
…前置増幅器、１２…ＦＥＴ、１３…増幅器、１４…弁
別回路、１５…ＡＤＣ、１６…ＬＥＤ。
弁別回路、５…ＡＤＣ、６…ＭＣＡ、７…ＬＥＤ、１１
…前置増幅器、１２…ＦＥＴ、１３…増幅器、１４…弁
別回路、１５…ＡＤＣ、１６…ＬＥＤ。
Claims (3)
- 【請求項１】入射Ｘ線のエネルギーに対応する波高のス
テップを有する階段波を出力する前置増幅器の出力信号
を量子化して所定のビット数のデジタル値に変換するＡ
Ｄ変換回路であって、 ＡＤ変換器の最大入力電圧あるいは最大入力電圧より若
干低いレベルを閾値として有し、ＡＤ変換器への入力電
圧が当該閾値を越えた場合にはリセット信号を出力する
弁別回路を備え、前置増幅器は弁別回路からのリセット
信号によってリセットされることを特徴とするＡＤ変換
回路。 - 【請求項２】ＡＤ変換器の量子化ビット数は、要求され
る量子化ビット数よりも多くなされていることを特徴と
する請求項１記載のＡＤ変換回路。 - 【請求項３】ＡＤ変換器は弁別回路からリセット信号が
出力されたときには、前置増幅器がリセットされている
期間に量子化されたデータには無効であることを示すフ
ラグを付することを特徴とする請求項１または２記載の
ＡＤ変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02287397A JP3304801B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Ａｄ変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02287397A JP3304801B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Ａｄ変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10221458A true JPH10221458A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3304801B2 JP3304801B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=12094820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02287397A Expired - Fee Related JP3304801B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Ａｄ変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304801B2 (ja) |
Cited By (5)
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| JP2017521682A (ja) * | 2014-06-20 | 2017-08-03 | ブルカー・エイエックスエス・インコーポレイテッドＢｒｕｋｅｒ ＡＸＳ， Ｉｎｃ． | 混合型光子計数／アナログ出力モードで動作可能なｘ線検出器 |
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-
1997
- 1997-02-05 JP JP02287397A patent/JP3304801B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10554178B2 (en) | 2012-08-02 | 2020-02-04 | Horiba, Ltd. | Amplifier and radiation detector |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3304801B2 (ja) | 2002-07-22 |
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