DE3001131A1 - Low-noise X=ray radiation detector circuit for computer tomography - switches integrator capacitor voltage at end of integration period - Google Patents

Low-noise X=ray radiation detector circuit for computer tomography - switches integrator capacitor voltage at end of integration period

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DE3001131A1
DE3001131A1 DE19803001131 DE3001131A DE3001131A1 DE 3001131 A1 DE3001131 A1 DE 3001131A1 DE 19803001131 DE19803001131 DE 19803001131 DE 3001131 A DE3001131 A DE 3001131A DE 3001131 A1 DE3001131 A1 DE 3001131A1
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Lothar Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Koob
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    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247Detector read-out circuitry

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Abstract

A circuit for a radiation detector converting radiation into corresp. electrical signals is applicable to X-ray detecting for computer tomography of X-rays passing through the body of a patient. An integrator circuit contg. a capacitance is connected to the detector output. The amplifier's internal noise does not have a negative effect. This permits the use of a low beam intensity or low output detectors. The capacitor (2) is connected directly in parallel with the detector (1). A switching transistor (4) enables the voltage on the capacitor (2) to be connected to an amplifier (5) for further processing at the end of the integrating period. The detector (1) may be a photodiode subjected to light produced from X-rays via a scintillating crystal.

Description

Schaltungsanordnung für einen StrahlendetektorCircuit arrangement for a radiation detector

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Strahlendetektor zur Umwandlung von Strahlung in entsprechende elektrische Signale, bei der dem Strahlendetektor eine Integratorschaltung für das Detektor-Ausgangssignal mit einer Kapazität nachgeschaltet ist.The invention relates to a circuit arrangement for a radiation detector for converting radiation into corresponding electrical signals, in the case of the radiation detector an integrator circuit for the detector output signal with a capacitance connected downstream is.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist in der DE-OS 26 27 433 beschrieben. Die bekannte Schaltungsanordnung dient zur Anwendung bei einem Computertomographen, bei dem mehrere Detektoren zur Messung der Röntgenstrahlen vorgesehen sind, die einen Patienten durchdrungen haben. Die Integratorschaltung weist dabei eine Verstärkeranordnung auf. Damit der Signal-Rausch-Abstand ausreichend groß ist, sich also das Eigenrauschen des Verstärkers in dem Integrator nicht ungünstig auf das Meßsignal auswirkt, ist eine ausreichend hohe Strahlungsintensität erforderlich.A circuit arrangement of this type is described in DE-OS 26 27 433. The known circuit arrangement is used for a computer tomograph, in which several detectors are provided for measuring the X-rays, the have penetrated a patient. The integrator circuit has an amplifier arrangement on. So that the signal-to-noise ratio is sufficiently large, i.e. the inherent noise of the amplifier in the integrator does not have an unfavorable effect on the measurement signal a sufficiently high radiation intensity is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Eigenrauschen der in der Schaltungsanordnung vorgesehenen Verstärker sich nicht negativ auswirkt, so daß die Strahlungsintensität niedrig gehalten und im Bedarfsfall auf Detektoren mit kleinem Ausgangssignal zurückgegriffen werden kann. The invention is based on the object of a circuit arrangement to create of the type mentioned, in which the inherent noise in the circuit arrangement provided amplifier does not have a negative effect, so that the radiation intensity kept low and, if necessary, used detectors with a small output signal can be.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kapazität der Integratorschaltung unmittelbar parallel zum Strahlendetektor liegt und Schaltmittel zum Anschalten der Spannung an der Kapazität an einen Verstärker zur Weiterverarbeitung am Ende des Integrationsintervalles vorhanden sind. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird das Ausgangssignal des Detektors unmittelbar in einer Kapazität integriert.According to the invention, this object is achieved in that the capacitance the integrator circuit is directly parallel to the radiation detector and switching means to connect the voltage on the capacitance to an amplifier for further processing are present at the end of the integration interval. In the circuit arrangement according to the invention the output signal of the detector is directly integrated in a capacitance.

Zwischenverstärker zwischen dem integrierenden Glied und dem Detektor sind nicht vorhanden. Am Ende eines Integrationsintervalles kann die Ladung der Kapazität durch einen parallel liegenden Schalter abgebaut werden, so daß die Kapazität beim Beginn des nächsten Integrationsintervalles entladen ist.Repeater between the integrating member and the detector are not available. At the end of an integration interval, the charge of the Capacity can be reduced by a parallel switch, so that the capacity is discharged at the beginning of the next integration interval.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine Fotodiode 1 als Strahlendetektor-dargestellt, die von einer Lichtstrahlung getroffen wird, die beispielsweise bei einem Computertomographen durch Umwandlung von Röntgenstrahlung in Lichtstrahlung in einem Szintillationskristall gebildet werden kann. Unmittelbar parallel zur Fotodiode 1 liegt eine Kapazität 2, die durch einen Schalter 3 entladbar ist. Die Spanungan der Kapazität 2 wird über eine Impedanzstufe 4 dem Eingang eines Verstärkers 5 zugeführt. Bei dem Beispiel ist davon ausgegangen, daß eine Vielzahl von Kanälen der gezeigten Art vorhanden ist, die an einem Multiplexer 6 angeschlossen sind, welcher aufeinanderfolgend die Ausgangssignale der Kanäle einem Analog-Digital-Wandler 7 zuführt.In the drawing, a photodiode 1 is shown as a radiation detector, which is struck by light radiation, for example in a computer tomograph by converting X-rays into light radiation in a scintillation crystal can be formed. Immediately parallel to the photodiode 1 is a capacitance 2, which can be discharged by a switch 3. The voltage on the capacitance 2 becomes above an impedance stage 4 is fed to the input of an amplifier 5. In the example it is assumed that a plurality of channels of the shown Kind is present, which are connected to a multiplexer 6, which successively feeds the output signals of the channels to an analog-to-digital converter 7.

Am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 7 kann ein Rechner angeschlossen sein, der aus den Ausgangssignalen der einzelnen Kanäle in dem Fall, in dem diese Kanäle die Signalkanäle eines Computertomographen sind, ein Bild der durch Strahlung untersuchten Objektschicht berechnet.A computer can be connected to the output of the analog-digital converter 7 be derived from the output signals of the individual channels in the case in which this Channels are the signal channels of a computer tomograph, an image produced by radiation investigated object layer calculated.

Da die Kapazität 2 unmittelbar parallel zur Fotodiode 1 geschaltet ist, ist die an der Kapazität 2 abgegriffene Spannung frei von Verstärkerrauschen. Am Ende eines Integrationsintervalles, d.h. nach der Abfrage der Spannung an der Kapazität 2 durch die Impedanzstufe 4,den Verstärker 5 und nach Verarbeitung dieser Spannung durch den Analog-Digital-Wandler 7 wird der Schalter 3 geschlossen und die Kapazität 2 entladen.Since the capacitance 2 is connected directly in parallel to the photodiode 1 is, the voltage tapped at capacitor 2 is free of amplifier noise. At the end of an integration interval, i.e. after querying the voltage at the Capacity 2 through the impedance stage 4, the amplifier 5 and after processing these Voltage through the analog-digital converter 7, the switch 3 is closed and the capacity 2 discharged.

Sie steht damit für die nächste Integration zur Verfügung. Der Schalter 3 ist dabei zweckmäßigerweise ein elektronischer Schalter.It is then available for the next integration. The desk 3 is expediently an electronic switch.

Zusammenfassung Schaltungsanordnung für einen Strahlendetektor Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Strahlendetektor (1) zur Umwandlung von Strahlung in entsprechende elektrische Signale, bei der dem Strahlendetektor (1) eine Integratorschaltung für das Detektor-Ausgangssignal mit einer Kapazität (2) nachgeschaltet ist. Die Kapazität (2) liegt unmittelbar parallel zum Strahlendetektor (1) und es sind Schaltmittel (4) zum Anschalten der Spannung an der Kapazität (2) an einen Verstärker (5) zur Weiterverarbeitung am Ende des Integrationsintervalles vorhanden.Summary circuit arrangement for a radiation detector Die The invention relates to a circuit arrangement for a radiation detector (1) for converting radiation into corresponding electrical signals, in the case of the radiation detector (1) a detector output integrator circuit having a capacitance (2) is connected downstream. The capacitance (2) is directly parallel to the radiation detector (1) and there are switching means (4) for switching on the voltage at the capacitance (2) to an amplifier (5) for further processing at the end of the integration interval available.

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Claims (1)

Patentanspruch Schaltungsanordnung für einen Strahlendetektor zur Umwandlung von Strahlung in entsprechende elektrische Signale, bei der dem Strahlendetektor eine Integratorschaltung für das Detektor-Ausgangssignal mit einer Kapazität nachgeschaltet ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t , daß die Kapazität (2) unmittelbar parallel zum Strahlendetektor (1) liegt und Schaltmittel (4) zum Anschalten der Spannung an der Kapazität (2) an einen Verstärker (5) zur Weiterverarbeitung am Ende des Integrationsintervalles vorhanden sind.Circuit arrangement for a radiation detector for Conversion of radiation into corresponding electrical signals in the case of the radiation detector an integrator circuit for the detector output signal with a capacitance connected downstream is, that the capacitance (2) is immediate parallel to the radiation detector (1) and switching means (4) for switching on the Voltage on the capacitance (2) to an amplifier (5) for further processing on Are present at the end of the integration interval.
DE19803001131 1980-01-14 1980-01-14 Low-noise X=ray radiation detector circuit for computer tomography - switches integrator capacitor voltage at end of integration period Withdrawn DE3001131A1 (en)

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