X射线工业CT中的数据采集

　万方数据

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方向是，ＦＰＧＡ通过１２Ｃ通讯模块接收到上位计算机的命令，然后由命令解析模块对命令进行解析并完成相应的处理；另一个数据流方向是将数据从ＤＤＣｌｌ４中读出，把数据缓存在ＦＰＧＡ内部ＲＡＭ块中。数据输入模块接收到ＤＤＣｌｌ４的串行数据转换转为并行数据，一次转换完以后通过ＤＡＴ—ＶＡＬ通知ＲＡＭ控制模块读入并行数据ＤＡＴＡｌ，由ＲＡＭ控制模块将数据通过ＤＡＴＡ２写入ＲＡＭ中。一次数据采集完成以后，洲控制模块通过ＤＡＴ—ＲＤＹ信号通知数据上传模块，由数据上传模块将数据传输到上位计算机中去。以下重点介绍几个模块。

３．１参数设置模块

该模块由１２Ｃ通讯和命令解析两部分组成。上位计算机向数据采集系统发命令，它们之间采用１２Ｃ通讯协议。在ＦＰＧＡ中，由１２Ｃ通讯模块接受上位计算机的通讯命令。每个命令２０位，其中高４位为命令编码，一共可以提供１６个命令编码；低１６位为命令参数。命令解析模块根据高４位判断命令的类别并做出相应的处理。本系统中常用的命令见表ｌ。

表１系统常用的命令表

上位计算机覆有通过数琚校验，通知数据

采集系统重传数传据。命令解析模块解数据重传００１１析到该命令后，通过ＲＥ＿ＴＲ信号通知滤

波模块从ＲＡＭ中取出上一次的数据，并

发起一次上传

ＦＰＧＡ接收到命令以后，通过数据上传模块将接受到的数据反馈到上位计算机。上位计算机通过反馈的数据判断参数是否设置正确。如果参数设置不正确则重新设置。

３．２积分控制模块

信号采集的积分时间由ＣＯＮＶ控制。当ＣＴ机扫描到一个位置时，通过ＳＴＡＲＴ信号通知数据采集系统开始采集数据。积分控制模块根据设定的ＳＡＭ—ＴＥＭＥ控制ＣＯＮＶ高低６９０电平的时间，根据ＳＡＭ—ＮＵＭ决定变化的次数。图５是该模块在ＱｕｔａｒｔｕｓⅡ５．１下的仿真。

图５ＤＤＣｌｌ４逻辑控制时序图

图５中，ＳＡＭ＿Ｔ啪设置为３，为了减小仿真时间，采样时间设置的是１００个系统时钟。在每一个位置得到的第一个数据是上一次采样结束到下一个位置到这段时间内电流的积分电压转化的结果，不是真实的数据，因此这个数据要抛弃掉，因此每到一个点ＣＯＮＶ变化的次数为ＳＡＭ＿ＮＵＭ＋１次。

３．３数据输出模块

数据输出模块有两个功能：在系统参数设置阶段，回传上位计算机下传的命令；在系统工作时，将一次采样的数据打包上传数据。数据打包的格式是：位置编码＋各个通道数据＋校验和。

数据通过一个ＰＣＩ总线接口板传到上位计算机中去。为了减少上位计算机和ＦＰＧＡ之间的数据线，采用串行传输。数据输出模块把数据从ＲＡＭ中读出，并按照１２Ｃ的通讯协议把数据传送到ＰＣＩ总线接口板中去。

４抗干扰设计

由于信号探测模块输出的光电流很小，并且Ｘ射线工作的环境恶劣，干扰严重。因此抗干扰问题是Ｘ射线数据采集系统的一个难点。

干扰主要通过两种途径进入系统：１）Ｘ射线和市电的电磁干扰在模拟光电流的传输线路上进人系统。２）工频干扰通过ＤＩ）Ｃ１１４的电源进入系统。

因此本系统采用三方面的措施来消除干扰。在信号探测模块上加金属屏蔽外壳，减小进入系统的Ｘ射线和市电的电磁干扰；减小光电流信号在ＰＣＢ板上的走线长度，并对其进行包地处理；这两种方法能够有效的减小电磁干扰ｒ５］。但是没有办法消除由ＤＤＣｌｌ４电源带进来的工频干扰，因此在得到的数据中有一个比

较明显的５０ＨＺ的干扰，如图７所示。本系统

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X射线工业CT中的数据采集

作者：高富强， 卢华， 曹鹏， 安康， 江仁清， GAO Fu-qiang， LU Hua， CAO Peng， AN Kang， JANG Ren-qing

作者单位：高富强,GAO Fu-qiang(重庆大学ICT研究中心,重庆,400030)， 卢华,曹鹏,安康,江仁清,LU Hua,CAO Peng,AN Kang,JANG Ren-qing(重庆大学自动化学院,重庆,400030)

刊名：

核电子学与探测技术

英文刊名：NUCLEAR ELECTRONICS & DETECTION TECHNOLOGY

年，卷(期)：2007，27(4)

被引用次数：1次

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1.期刊论文蔡强.何苗.施汉昌.陈向强.岳兰.张理兵.黄琦.Cai Qiang.He Miao.Shi Hanchang.Chen Xiangqiang.

Yue Lan.Zhang Libing.Huang Qi用于水质自动分析的电化学生物传感器系统的研究与开发-仪器仪表学报

2007,28(12)

生物传感器是检测和控制水中有毒污染物的重要技术.随着传感机制研究的日益成熟,开发集成分析系统并普及应用环境生物传感器是可能的.因此

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2.学位论文赵红霞有机/聚合物器件微弱电流侧试系统设计1999

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1.高富强.安康.卢华.曹鹏.江仁清.高福兵工业CT数据采集系统[期刊论文]-核电子学与探测技术 2008(3)

本文链接：/Periodical_hdzxytcjs200704018.aspx

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下载时间：2011年3月21日