基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计

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基于FPGA的小型化微波发射系统设计

基于FPGA的小型化微波发射系统设计

第44卷第1期电子器件Vol.44No.1Feb.2021 2021年2月Chinese Journal of ElccLmn DevicesDesign of Miniaturization Microwave Transmission System Based on FPGA* YANG Kai',SHEN Xuejing2ZHANG Huixin1*LIANG Yonggang3('.National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology,North University of China,Taiyuan Shanxi030051,China;2.Capital Aerospace Machinery Co.,Ltd.,Bei/ing100076,China;3.The Unit68216of the People's Liberation Army of China,Bei/ing100076,China)Abstract:According Lo the test requirements of working parameters of small aircrafL during flight,a miniaLurized broadband zero-IF wireless transmitting system based on FPGA is designed.The system takes the FPGA as the main control unit,receives the parameters of the sensor on the air vehicle,and completes the output of the RF signal of the required frequency band through QPSK modulation and a reasonable up-conversion module.After testing,the transmitter output modulation signal frequency up to4000MHz,power up to10dBm,the various parameters meet the design requirements,enabling high-speed data transmission.Key words:FPGA;miniaturization;QPSK;Zero-IF;microwave;transmitterEEACC:1350doi:10・3969/j・issn.1005-9490・2021・01・006基于FPGA的小型化微波发射系统设计杨凯打沈学静2,张会新",梁永刚3(1.中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原030051;2.首都航天机械有限公司,北京100076;3.中国人民解放军68216部队,北京100076)摘要:针对小型飞行器在飞行过程中工作状态参数的测试需求,设计了一种基于FPGA的小型化宽带零中频微波发射系统。

基于FPGA的激光探测自适应电路设计

基于FPGA的激光探测自适应电路设计

基于FPGA的激光探测自适应电路设计李静;门俊儒【摘要】Laser’s application is becoming increasingly wide due to its advantages like fine directivity, high brightness and good color. However it is seriously impacted by environment conditions, especially during the dust, snow, fog haze, laser detection’s performance is largely interfered. In the view of this issue, this paper design an adaptive laser detection circuit based on FPGA. It is indicated that with the change of the sensor signal input, the corresponding threshold changes accordingly, which makes differ-ent threshold value’s inhibiting ability on noise achieves the best, so as to come to self-regulation and dynamic equilibrium effect.%激光以其方向性好、亮度高、单色性好等优点使得其应用越来越广泛,但是,因其受环境条件的影响较大,特别是在沙尘、雨雪、雾霾等不同天气情况下,激光探测性能受到很大干扰,该文针对这种状况,基于 FPGA 设计了激光探测自适应电路,表明随着传感信号输入的变化,则相应的阈值门限也随之变化,使得不同阈值对噪声的抑制能力达到最佳,从而达到一个自动调节、动态平衡的效果。

基于FPGA的PET快速符合系统设计

基于FPGA的PET快速符合系统设计

基于FPGA的PET快速符合系统设计杨龙;梁国栋;张如美【摘要】符合探测是PET成像技术的本质,其设计好坏直接影响着整个系统的性能.针对PET系统的多通道、高速、大数据处理的特性,首先引入基于视野的自适应时间窗,并将其窗值预存在FPGA RAM中以供符合查找,这在一定程度上降低了PET 系统随机散射的概率,保证了符合数据的有效性;其次针对系统对后端处理速度的需求,结合FPGA并行处理的优点,在子板FPGA中提出利用并行全比较排序算法对模块时间数据进行一次排序,待数据汇总到母板FPGA中时进一步利用FIFIO缓存,完成所有子板数据的二次排序;最后为了保证数据不被丢失,提出基于多时间片的并行处理的架构,将多个时间片内的数据缓存进行乒乓处理,达到系统对实时性的要求.最终经测试表明,这种基于FPGA的以空间换时间符合策略满足人体PET成像装置对后端处理速度及实时性的要求.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)008【总页数】5页(P174-178)【关键词】FPGA;PET符合系统;并行排序;自适应时间窗【作者】杨龙;梁国栋;张如美【作者单位】沈阳东软医疗系统有限公司辽宁沈阳 110167;沈阳东软医疗系统有限公司辽宁沈阳 110167;沈阳东软医疗系统有限公司辽宁沈阳 110167【正文语种】中文【中图分类】TN202基于飞行时间技术的正电子发射断层成像(TOF-PET)是核医学领域技术发展的重要方向,TOF技术的引用可以精确的检测到两个符合光子的飞行时间差,进而实现湮灭点在响应线(LOR)上的定位[1-2]。

与传统的PET技术相比,这显著地提高了PET系统输出图像的信噪比[3]。

PET系统主要包括探测器,前端电子、时间提取、符合探测及成像系统。

其中,符合判断是PET系统的技术核心[4-5],它需对系统视野内正负电子发生湮灭的事例进行快速、实时判选,为后续成像提供符合条件的湮灭点数据,因此其正确性与时效性直接决定了整个系统的处理性能及诊断精度[4,6-7]。

基于FPGA实现的IRFPA探测器驱动电路的设计

基于FPGA实现的IRFPA探测器驱动电路的设计
c o n t r a s t a n d t h e i ma g e po s t p r o c e s s i n g r e q u i r e me nt s a r e me t .
Ke y wo r d s : i f e l d - p r o g r a mma b l e g a t e a r r a y( F P G A ) ; i n f r a r e d f o c a l p l a n e a r r a y ( I R F P A ) ; d r i v e c i r c u i t
Fi e l d — p r o g r a mma b l e Ga t e Ar r a y
LI U Wa n— c h e n g , TANG S hu - we i
( K e y L a b o r a t o r y o f E l e c t r o — o p t i c a l I n f o r ma t i o n C o n t r o l a n d S e c u r i o ' T e c h n o l o g y , S a n h e 0 6 5 2 0 1 , C h i n a )
中 图分 类 号 : T N 7 0 2 文献 标 识 码 : A 文 章 编号 : 1 6 7 3 — 1 2 5 5 ( 2 0 1 4 ) . 0 1 — 0 0 6 5 . 0 3
De s i g n o f Dr i v e Ci r c ui t o f I nf r a r e d Fo c a l Pl a n e Ar r a y De t e c t o r Ba s e d o n
第2 9 卷第 1 期
2 0 1 4 年2 月

基于FPGA的小目标探测声纳控制模块设计与实现

基于FPGA的小目标探测声纳控制模块设计与实现

基于FPGA的小目标探测声纳控制模块设计与实现佚名【摘要】给出了一种基于FPGA小目标探测声纳的发射与控制设计方案,介绍了该方案中利用Verilog HDL语言和FPGA IP Core相结合的方式实现发射与接收控制模块功能来满足系统的需求.根据探测声纳系统需求,通过上位机选择发射模式,下发指令控制发射波形,来产生探测声纳发射信号,之后通过对A/D芯片的控制,并对采集数据进行打包编码,使用UDP协议通过千兆网电路上传到干端上位机中进行实时处理.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2018(042)010【总页数】5页(P64-68)【关键词】FPGA;UDP;声纳【正文语种】中文【中图分类】TB565随着国际上形式的发展,我国不时会面临着低烈度的摩擦的威胁,这种威胁很大程度上来自水下蛙人及蛙人运载器等水下小目标,此类水下小目标有体积小、目标强度弱、回波特战弱、目标噪声小等特点,所以小目标探测声纳需要高频率、高分辨率、多通道的阵列,同时针对不同地形、不同类型的目标需要不同的发射信号。

因此对发射与接收控制模块的实时性和逻辑控制能力要求很高。

随着适用于并行处理的现场可编程门阵列(FPGA)器件性能大幅度的提高以及大量授权IP Core快速发展,基于高性能 FPGA 发射与接收控制模块设计,在提高了整个声纳系统的性能的同时,其系统设计更易实现。

1 控制模块总体设计方案FPGA控制模块主要负责A/D数据采集,并对采集数据进行打包编码,使用UDP 协议通过千兆网电路上传到干端上位机中进行实时处理实现探测功能,并接收上位机下发的指令控制,完成采集参数的设置,以及发射波形的产生。

功能框图如图1所示。

图1 FPGA系统框图根据声纳系统需求可以,发射和接收控制模块必须具有可用I/O多、较强的时序控制能力、高性能大数据等特点,通过比较,这里选择在FPGA中实现声纳的发射和接收的控制功能。

FPGA利用硬件并行的优势,打破了顺序执行的模式,在每个时钟周期内完成更多的处理任务,超越了数字信号处理器(DSP)的运算能力。

张辉:基于FPGA实现低成本、小体积PET系统

张辉:基于FPGA实现低成本、小体积PET系统

张辉:基于FPGA实现低成本、小体积PET系统4月26日,中国国际医疗电子技术大会(CMET2011)第三站在北京国家会议中心隆重召开。

清华大学医学院生物医学工程系张辉博士以FPGA在医学成像设备中的应用为题发表了精彩的演讲,以下为演讲摘录: 随着医疗成像系统不断追求更高的性能,传统的模拟及分立器件越来越难以满足系统设计的要求,而采用数字信号处理技术DSP、FPGA已成为了必然的选择。

好处显然易见,无论是从系统的集成度还是成本、性能上来看,都给设计人员提供了一些新技术平台。

在这个平台上,设计人员可以做一些创新性的技术和设备便携式超声设备的发展,就是一个很好的例证。

 DSP和FPGA器件已经在超声、X光、CT、核磁等医疗设备中得到了广泛的应用,在PET中也可以得到好的应用。

PET是一个相对较新的成像技术,它在上世纪60、70年代开始出现,在上世纪90年代在临床上得到了大规模的应用。

这个设备目前仍然比较昂贵,在美国的购买价格达100美元到200万美元。

虽然它很贵,但是它在临床中间仍然得到了非常广泛的应用。

因为其在癌症诊断和治疗方面具备其他方式无可替代的一些作用。

据统计,美国现在有7500台PET设备,而中国市场,据官方统计是300台PET设备,所以中国的PET设备还存在非常大的市场空间。

 过去,PET的很多电子系统环节都是靠模拟或者是分立器件实现的,在采用数字化技术之后,PET电子系统的绝大部分环节可以采用单片的FPGA来实现。

张辉表示:我们做医学影像设备很多年,以前我们做FPGA喜欢自己写代码,所以我们当时算进度是以半年为单位算进度,这是一件非常痛苦的事情。

我们现在用了这个工具,将开发周期缩短到以月为单位来安排进度,大大缩短了我们研发的周期。

一种基于FPGA的红外探测器模拟器的设计

一种基于FPGA的红外探测器模拟器的设计
红 外 焦 平 面探 测 器 的基 本 功 能 。本 红 外 探 测 器 模 拟 器 对缩 短 红 外 制 导 系 统 研 制 周 期 、 降 低 成 本 以
2 . 1 系统组 成
在 进行 红 外 成 像 制 导 系 统 的调 试 与 环 境 试 验
过程 中 , 需要 红外焦 平 面探 测器 提供 图像 信息输
人 。对 红 外 探 测 器 长 时 间通 电工 作 和 多 次 重 复 进 行上电 、 下 电操作 , 会对 红外 探测 器产 生损 伤 , 直 接 影 响探 测 器 的性 能 和使 用 寿 命 。因 此 有 必 要 研
・图像 与A的红 外 探 测 器 模 拟 器 的设 计
董常军, 王 朝林
( 中国空 空导弹研究院 , 河南 洛 阳 4 7 1 0 0 9 )
摘 要 : 红 外探 测 器模 拟器 可 以在 多个 场合代 替 探 测器使 用 , 可 以减少 价格 高 昂的红外探 测 器
De s i g n o f i n f r a r e d f o c a l p l a n e a r r a y d e t e c t o r s i mu l a t o r
b a s e d o n FPGA
D O N G C h a n g - j u n , WA N G C h a o — l i n
器及不 同红外 场景 图像 生成 功 能 , 并根 据 D / A 时序
要求 把 数 据 发 送 给 D / A转 换 器 进 行 转 换 ; 通 过
的输 出 , 生 成 满 足 红 外 制 导 系 统 调 试 时 需 要 的 图
像, 从而减少红外探 测器 的通 电时间和使用次数 , 延长其使用寿命 。本文提 出 了一 种基 于 F P G A的 红外探测器模 拟 的设 计方 法 , 单板 即可模 拟 主流

基于FPGA的毫米波探测器信号处理系统设计的开题报告

基于FPGA的毫米波探测器信号处理系统设计的开题报告

基于FPGA的毫米波探测器信号处理系统设计的开题报告一、研究背景和意义毫米波辐射是一种新型的非接触式测量技术,具有很高的应用潜力。

与传统的光学和声学传感技术相比,毫米波信号足以穿透物体表面、不受环境影响、对于目标大小、材质较为不敏感等优点,因此在医疗、安检、运载、工业等领域有着广泛的应用场景。

为了利用毫米波技术进行目标探测,在信号处理方面需要有成熟的技术能够解析毫米波信号的相位、振幅和频率等信息,从而实现对目标的定位,探查目标的内部结构及其他细节。

而程序可编程门阵列(FPGA)则是实现复杂算法的理想平台之一,具有高效性、灵活性和扩展性等特点。

因此,基于FPGA平台实现毫米波测量信号处理成为了毫米波探测技术的重要研究方向之一。

二、研究内容和目标本研究的主要目标是开发一种基于FPGA平台的毫米波探测器信号处理系统,在实现毫米波测量信号的快速准确采集、处理和显示方面具有高效性和精确性。

研究内容包括以下几点:1.毫米波探测器硬件设计。

设计高灵敏度、低噪声、宽带响应的毫米波探测器,并完成其硬件电路的设计。

2.信号处理算法设计。

设计适用于毫米波探测信号处理的算法,包括滤波、傅里叶变换(FFT)、小波变换、时频分析、自适应滤波等等。

3.基于FPGA的系统设计与实现。

采用FPGA技术,在硬件平台上建立毫米波信号处理系统,包括ADC、FPGA、存储芯片等硬件设计,以及VHDL设计和调试等软件部分。

4.系统测试与数据分析。

通过产生不同的信号,对系统进行测试并进行数据分析,评估系统的准确性和稳定性。

三、研究方法和技术路线本研究的主要技术路线如下:1.毫米波探测器硬件设计。

在硬件设计方面,主要采用微波电路,包括毫米波检测电路、射频放大电路、直流放大电路和定标参考电路等。

2.信号处理算法设计。

在信号处理算法方面,将根据对毫米波信号特性的分析,采用多种信号处理技术,包括小波变换、时频分析、前向滤波等,实现对毫米波信号的有效处理。

基于FPGA的Micro-CT采集控制系统设计

基于FPGA的Micro-CT采集控制系统设计

基于FPGA的Micro-CT采集控制系统设计尹康;杨昆;刘琨;李晓苇【摘要】为Micro-CT设计一套基于FPGA的高精度、高灵敏度采集控制系统.首先根据功能需求对系统进行整体设计,然后设计以FPGA为核心的各模块电路,接着进行MicroBlaze硬件平台搭建和软件平台开发,最后制定通讯协议,实现系统与上位机的数据交流.Micro-CT小动物成像实验表明,该系统能够按照预定功能完成数据采集,实验体重建图像具有较高的空间分辨率.系统两种采集模式可满足多种工作需求,具有很好的精确性、实时性和稳定性.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】2页(P119,122)【关键词】Micro-CT;采集控制系统;FPGA;采集模式【作者】尹康;杨昆;刘琨;李晓苇【作者单位】河北大学质量技术监督学院,保定 071000;河北大学质量技术监督学院,保定 071000;河北大学质量技术监督学院,保定 071000;河北大学物理科学与技术学院,保定 071000【正文语种】中文【中图分类】TP274.2近年来,小动物医学模型已经成为研究人类健康的一个重要内容,人类的疾病大都可以在动物上建立相应模型,从而找到治疗方法[1]。

但是普通临床CT 设备的空间分辨率通常为1mm,无法满足对小动物成像空间分辨率的要求[2-3],因此急需开发更高空间分辨率、更低辐射剂量以及更快速重建算法的Micro-CT(Micro-Computed Tomographic)[4]。

Micro-CT 系统中采用的高性能X 射线平板探测器和高容量微焦点X 射线管是设备获得高分辨率小切片和小动物CT 图像的必要条件[5]。

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)在控制领域占有越来越重要的地位。

由于FPGA 芯片具有现场可升级性,便于医疗仪器的长期维护,使得它在医疗仪器系统设计中被广泛应用。

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计以《基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计》为标题,本篇文章将介绍基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计理论和实现方法。

一、介绍毫米波主被动复合探测器(MPDT)是一种新型的探测技术,是探测在30ghz-100GHz(毫米波)频带中电磁信号的最佳选择,具有检测灵敏度高、响应速度快、信号处理简单等特点,广泛应用于气象监测、环境检测、军事侦查等领域,被广泛认为是发展过程中普遍重要的探测技术之一。

由于fpga拥有高数据密度、低功耗、高效率和低成本等优势,因此采用fpga设计电路来处理MPDT信号,在硬件实现方面更具有优势。

二、MPDT信号处理电路设计1.计原则MPDT信号处理电路的设计原则是以满足复合探测器信号的处理为主,通过合理的技术手段,实现尽可能小的芯片面积、尽可能低的功耗和尽可能高的表现性能、尽可能低的价格,满足功能要求。

2.路建模毫米波主被动复合探测器信号处理电路主要分为信号采集、信号处理和信号输出3个部分。

在信号采集部分,基于MPDT射频探测原理,设计了相应的振荡电路,以获得稳定的射频信号输入;信号处理部分,采用基于fpga的精心设计的电路,实现了正交解调器、振荡器、滤波器、量化器等关键电路,实现了探测器信号的定义采集和处理;信号输出部分,采用了衰减器、滤波器等电路,最终实现了MPDT 信号的实时采集和处理。

三、实现方法1.路实现在电路实现方面,首先根据设计原则,采用fpga硬件设计语言Verilog编写代码,包括电路的输入、输出、功能模块的定义及联系,实现MPDT信号采集及处理的核心电路;然后使用Vivado软件进行编译,实现设计和调试,得到相应的硬件对应文件;最后通过烧写的方式,将fpga安装在主板上,通过MPDT探测信号的输入实现设计的效果,实现MPDT信号处理电路设计。

2.序实现在程序实现方面,首先根据MPDT信号处理电路设计原则,采用C编程语言编写相应的代码,实现MPDT信号处理电路中各功能模块之间数据及控制信号的控制;然后使用Keil软件编译程序,将程序烧写到MPU上;最后通过设计的程序,完成数据的采集、处理以及输出的相关操作。

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处理电路设计

基于fpga的毫米波主被动复合探测器信号处
理电路设计
近年来,随着毫米波技术的发展,针对医疗成像、心电图、消费电子设备和安防设备等领域的毫米波元件产业链发展良好。

毫米波复合探测器是毫米波设备关键的核心元件,是毫米波技术从实验、原理到产业化的重要基础。

随着毫米波技术的发展,毫米波复合探测器在毫米波应用中显示出更多优异的性能。

毫米波复合探测器由主动元件和被动元件组成。

主动元件负责发射毫米波信号,被动元件则通过收集场强信号对信号进行处理,实现对毫米波信号的识别和应用,其中毫米波信号处理电路尤为重要。

基于FPGA的毫米波复合探测器信号处理电路设计主要包括信号预处理、模糊处理和数据加工等处理步骤。

首先,信号预处理通过分析、识别被动元件后处理毫米波信号,使原始信号能够和模糊处理器具有较好的结合性能。

其次,模糊处理器通过参数调整完成多道信号的模糊处理,确定当前毫米波信号的信号状态,同时分析出纯粹的脉冲信号,实现信号的准确地判定。

最后,数据加工将信号数据处理为模型数据,然后通过FPGA运算实现对脉冲信号的定位、速度计算和信号储存计算等步骤,最终输出毫米波信号的特性参数,以满足精准度比较高的精确测量要求。

基于FPGA的毫米波复合探测器信号处理电路设计可大大地提高毫米波信号处理速度和精确度,为下一步应用提供了全面的信号性能解决方案,有效地解决了毫米波技术领域的关键难题。

基于FPGA的毫米波复合探测器信号处理电路设计的开发给毫米波技术的应用带来了极大的便利,也为毫米波设备的发展提供了技术支持。

EDA实验指导简述基于FPGA的动态扫描电路设计

EDA实验指导简述基于FPGA的动态扫描电路设计

EDA实验指导简述基于FPGA的动态扫描电路设计基于FPGA的动态扫描电路设计是一项基于可编程逻辑芯片进行电路设计的实验项目。

该实验的目的是通过使用FPGA来实现动态扫描电路,并对所设计的电路进行功能验证和性能分析。

动态扫描技术是现代集成电路设计中非常重要的一种测试方法。

它通过在设计电路中插入一组扫描链,将电路分为扫描片和非扫描片,从而可以有效地测试电路中的故障和错误。

FPGA被广泛应用于动态扫描电路的设计,因为它具有可编程性和灵活性强的特点。

下面是基于FPGA的动态扫描电路设计的实验指导简述:1.确定实验目标:首先,需要明确实验的目标,例如设计一个基本的动态扫描电路,并能够通过扫描链测试电路的正确性;或者设计一个复杂的动态扫描电路,并通过扫描链测试电路中的故障等。

2.学习FPGA开发平台:了解所使用的FPGA开发平台的基本知识,包括FPGA芯片的结构和功能、开发平台的软件工具等。

学习并掌握使用FPGA开发平台进行电路设计和仿真的基本方法。

3.设计电路原理图:使用FPGA开发平台提供的工具,绘制所要设计的动态扫描电路的原理图。

根据实验目标,确定电路的输入、输出和功能模块,并将它们连接起来。

4. 编写电路描述语言代码:根据电路原理图,使用电路描述语言(如VHDL或Verilog)编写电路的描述代码。

代码需要包括对所有输入、输出和功能模块的定义,并描述它们之间的连接关系。

5.进行功能仿真:使用FPGA开发平台提供的仿真工具,对设计的电路进行功能仿真。

通过输入测试向量并观察输出结果,验证电路的功能正确性。

6.进行时序分析:使用FPGA开发平台提供的时序分析工具,对设计的电路进行时序分析。

通过分析电路中各个信号的时间延迟、时钟周期等参数,评估电路的性能。

7.进行布局布线和验证:使用FPGA开发平台的布局布线工具,对设计的电路进行布局布线。

通过验证布局布线的结果,确保电路可以正确地在FPGA芯片上实现。

8.进行硬件验证:将设计好的电路加载到FPGA开发板中进行硬件验证。

基于FPGA的某型发动机超声波探测电路设计

基于FPGA的某型发动机超声波探测电路设计
S C B i e 中集 成 了 这 些 器 件 的 控 制 单 元 , OP ul r d 因 此 , 晶显示 器采 用 1 0 液 6 2字 符 型液 晶 , D AM 作 SR
放 大 , 定 每 一 级 放 大 器 的 增 益 范 围 为 0 B~ 设 d 4 d 。放大 器 的增 益 由 F GA 控 制 实 现 调 节 0B P 引。
诊断 。
l4 9
张 成 吉 等 : 于 F G 的某 型 发 动 机 超 声 波 探 测 电路 设 计 基 P A
第 3 9卷
信 号调 理 电路 和 F GA 控制 电路 及 通信 接 口电路 P 等 组成 。脉 冲发 射 电路输 出 一定 超 声 波 频 率 的脉 冲信号 , 高压 电源 为超 声 波 发 射 提 供 高 压 激 励 , 信 号 调理 电路 用 于对 回波 信 号 进 行 限 幅 、 大 、 波 放 滤 等 处理 。通 信 及 存 储 器 接 口 电 路 包 括 液 晶显 示 S AM 和 Fah存 储 器 等 部 分 。Al r 司 在 DR ls t a公 e
成 内存 空 间 。Fah采用 Itl 司 的 2 F 2J ls ne公 8 183用
于保存 所采 集到 的数据 。
F GA主要负 责 控 制整 个 电 路 , 节 激 励 脉 冲 P 调 的宽度和重 复频 率 、 控制 高 压 电源 及放 大 电路 的放
大倍 数 ; 并将 采得 的高速 数 据流 转 换 为相对 低 速 的
Ab ta t Th li y r b n e t u t r fs l o k tmo o s i s lto a a i a O d s s r u o s q e c s s rc emu t a e o d d s r c u e o o i r c e t r ’ n u a in c n e sl I d t ia t o sc n e u n e . l d y e i h s b c m ea x r mey i p ra two k f rist s i g I h sp p r t a e o n e t e l m o t n r o e t . n t i a e ,wed sg e l a o i d t c in cr u t u l a S s t n e i n d u t s n c e e t ic i,b i y — r o t t r n Pr g a e n o o r mma l i ( OP ,a d g n r t h M o t o n t b eCh p S C) n e e a et ePW cnrl i u .Ast ec r o l s d t g n r t l a o i x h o eNi s Ii u e o e e a eu t s n ce — s r

基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计

基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计

基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计颜安和;刘亚强;孙熙杉;康晓文【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2010(030)002【摘要】研制了用于小动物成像实验的MicTo PET.在M]cro PET中,设计实现了基于FPGA的符合探测电路.探测器环由8个探测模块组成,每个探测模块引出的信号,在基于FPGA的符合探测电路中实现信号的总符合(假符合+真符合)以及假符合甄别.符合探测电路由底板和可插拔的子板组成,并且配有可编程的FPGA芯片,对于电路的扩展、修改都极为便利,有很大的弹性.从8个探测模块引出的每个信号都要和与之相对(不相邻)的5个模块进行符合甄别,一共有20(8×5/2=20)种可能存在的情况.总符合以及假符合事件都是进行实时的同步甄别.假符合甄别是将总符合甄别的触发信号进行相应的延时之后再进行符合甄别得到,延时时间为30ns.符合甄别的时间窗有一个可以人为控制的调节范围,在4.8ns至14.8ns之间.【总页数】5页(P157-160,165)【作者】颜安和;刘亚强;孙熙杉;康晓文【作者单位】清华大学工程物理系,粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京,100084;清华大学工程物理系,粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京,100084;清华大学工程物理系,粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京,100084;清华大学工程物理系,粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】R197.39【相关文献】1.瞬变光多事件探测系统FPGA程控预处理电路设计 [J], 梁义涛;汶德胜;王宏;王锋;冉晓强;车嵘2.Micro-PET探测器单元的研究 [J], 丁先利;胡正国;郭忠言;王金川;祁辉荣;肖国青;肖志刚;徐瑚珊;孙志宇;徐治国;武丽杰3.基于FPGA的某型发动机超声波探测电路设计 [J], 张成吉;陈建辉4.基于FPGA的激光探测自适应电路设计 [J], 李静;门俊儒5.基于FPGA的PET快速符合系统设计 [J], 杨龙;梁国栋;张如美因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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现信号的符合甄别[ 。这种方法 的优点非常明 2 ] 显, 降低了硬件设计 的复杂性 , 也有利于对信号 进行任意的后期处理。但这种方法 的缺点 同样 也非常 明显 , 它不 能实时迅速地进行信号的符
】 7 5
作者简介 : 安 和 ( 9 2) 男 , 江 人 , 颜 18 - , 浙 清华 大 学工
并 且调整 1 路 信 号 之间 的相对 延 时 , 2 同时暂时
储存与触发信号相对 应 的数据信息 。l 个子 2 板将扣在底板上,2 1 路经过调整的触发信号进
入底板 的 F G 实现总符合甄别 。同时 l 路 P A, 2 信号在底板上经过 3 n 的延时, 0s 也进入底板的 F G 实现假符合甄别 。这样得 到的总符合 P A,
程 物理系硕 士研究生 , 从事 核医学仪器 P T研究 。 E
合甄别 , 并且会产生十分巨大的数据量 , 对计算 机的处理速度有非 常高的要求。因此, 目前通 常采用的符合探测方法都是设计专门的电子学 符合探测电路。在我们的小动物 P T中, E 也在 硬件电子学上设计 了基于 F G 的符合探测 PA 电路 。
第3 O卷
21 00年
第2 期
2月
核电子学与探测技术
Nu l rE eto is& D tcinTeh oo y ce lcr nc a eet c n lg o
V D 0 No 2 L3 .
Fe h 2 1 00
基 于 F GA 的 Mir E P coP T符 合 探 测 电路 设 计
合探测 电路 。探测 器环 由 8 个探测模 块组成 , 探测模块 引 出的信号 , 每个 在基于 H, 的符合探 测 电路 C
中实现信号 的总符合 ( 假符 合+真符合 ) 以及假符合 甄别 。符 合探测 电路 由底板 和可 插拔 的子 板组成 , 并且配有可编程 的 F GA芯 片 , 于电路的扩展 、 P 对 修改都极 为便利 , 有很大 的弹性 。从 8个探 测模块 引 出的每个信号都要 和与之 相对 ( 不相邻 ) 5个模块进行符合甄 别 , 的 一共有 2 ( ×5 2 O 种 可 能存 在 0 8 / —2 ) 的情况 。总符合 以及 假符合 事件都是进行 实时的 同步甄别 。假符合甄别 是将总符合甄 别的触 发信 号进 行 相应 的延时之后再 进行 符合甄别 得到 , 时时间为 3n 。符合甄别 的时 间窗有一 个可 以人为 控制 的 延 0s
l 符合探 测 电路整体 设计
我们设计 的 Mi oP T的探测器环 由 8 c E r
个 探测模 块构 成 , 由于 在今 后研 究 人 体 P T 但 E
数据以及假符合数据 , 将从子板传输到底板, 储
存 在底 板 的 F F 中 。 IO
时将采用 1 个探测模块 , 2 因此在设计 时, 我们 直接设计了 l 2个模块 的符合探测电路 。而在 前面我们 提 到 , 由于我 们硬 件设 计 的可扩展 性 ,
颜 安和 , 刘亚 强 , 熙杉 , 晓文 孙 康
( 清华大学 工程 物理系 , 粒子技术与辐射成像教育部 重点实验室 , 北京 1 0 8 ) 0 0 4
摘要 : 制了用 于小动物 成像实验 的 Mi oP T。在 M coP 研 c E r i r E 中 , 计实现 了基 于 F GA 的符 T 设 P
物 P T具有 相 对较 高 的成 像 分辨 率 。 E 图 1 P T系 统 的基 本 框 架 图 , 是 E 它主要 由 以下 系统构 成 : 测 器 系 统 、 端 电子 学 系 统 、 探 前 符 合探 测 系统 、 机械 机 构 和机 电控 制 系统 , 以及 用 于处理 和控 制 的计 算 机 系 统 。此 外 , E P T系 统 还 必 须 配 有 能 配 合 硬 件 正 常 工 作 的软 件 系 统, 包括 数据 采集 、 图像 重 建 等 软件 系 统 。而在
所有 信号 采集 到计 算机 中 , 通过 软 件 的处 理 , 实
P T的探测器环中, E 如何实 现 电子对的符合探 测, 是最后成像 的关键 。目前 最常用 的符合探
收稿 日期 :0 9 22 2 0- -6 0 基金项 目: 国家 8 3 目 2O AA0 0 O 6项 06 282
调 节 范 围 , 4 8 s 1. n 之 间 。 在 . n 至 48 s
关键词 : E 符合探 测 ; P A P T; FG 中图分类号 : R1 7 3 9. 9 文献标识码 : A 文章编号 : 0 5-9 4 2 1) 10 5 -4 2 80 3 (0 0 0- 1 70
图 1 P T设 备 基 本 框 架 图 E
测方 法 是 设计 专 门 的硬 件 电子 学 符 合 电路 , 对
探测器环输出的信号在硬件上实现数字化的处 理[ ]进行 符 合 甄 别 。这 样 的 好 处 是 能 够 快 。 , 速、 实时地对符合信号进行处理 , 并且不会产生 巨大的数据量 。同时 , 也有一部分研究者在采 用另一种符合方式 , 他们没有设计专 门的硬件 电子 学符 合 电路 , 而是对 信 号进 行 时 间标 记 , 将
符 合探 测电路 对 于 2至 1 2个模块 均 可适 用 , 不 需 要在硬 件上对 电路 进 行修 改 。
() b
图 3 () a符合探测 电路子板示意图 ;
() b 符合探测 电路底板示 意图
小动 物活体 实验 是 测试 正 电子发 射 计算 机
断层显像( E ) P T 最新技术在成像及临床诊断应 用上 的一种 必要 而有效 的手 段 , 对 于 P T最 它 E 新技术 的发展和在临床上 的应用起着十分重要 的作用 。因而 , 国内外很 多研究机 构都 在大力 发展 小动物 P TE引。与 人 体 P T 相 比, E E 小动
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