恒比定時(shí)甄別器(CFD)電路具體實(shí)現(xiàn)探討
介紹PET系統(tǒng)中定時(shí)方法時(shí)有介紹到目前大部分使用到的是CFD方法,CFD是Constant Fraction Discriminator的縮寫。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201602/287342.htm這里對(duì)CFD具體方法概念,不再贅述,本文筆者個(gè)人帶著學(xué)習(xí)的態(tài)度來(lái)給大家介紹下該方法電路的具體實(shí)現(xiàn)。為了介紹方便,我們還是將CFD的實(shí)現(xiàn)框圖擺出來(lái),如圖1所示。
圖1:CFD原理框圖
因?yàn)樾枰_定時(shí),所以在前面博文中,筆者詳細(xì)介紹了,當(dāng)圖1中的輸入信號(hào)的幅度不同時(shí),如果采用雙閾值檢測(cè),那么會(huì)出現(xiàn)時(shí)間晃動(dòng),在上述鏈接博文的圖2和圖3有非常形象的展示。
而上述圖1就可以非常理想的避免這個(gè)問(wèn)題,我們看到不管輸入信號(hào)的幅度怎么變化,圖1右側(cè)的tz時(shí)刻(即過(guò)零時(shí)刻)都會(huì)保持固定,這就是我們所需要的,即每次hit我們都能進(jìn)行精確的定時(shí)。(這里,大家一定要看懂右側(cè)圖,首先輸入信號(hào)為黑線,上面紅線表示經(jīng)過(guò)延遲后的輸入,下面紅線是經(jīng)過(guò)衰減并倒相的輸入,最后藍(lán)線就是上述二者相加得到的結(jié)果,藍(lán)線和橫軸相交產(chǎn)生了過(guò)零點(diǎn))
有了這原理框圖,那么剩下的就是具體實(shí)現(xiàn),圖1左側(cè)中,分別有衰減、倒相、延遲、加法器以及過(guò)零檢測(cè)等主要電路模塊,后面我們將對(duì)它們一一進(jìn)行詳細(xì)的具體實(shí)現(xiàn)介紹。
雙極性信號(hào)成形方法
如圖2所示,輸入信號(hào)Vi直接連到比較器的同相輸入端,比較器的反相輸入端信號(hào)Vc是Vi的低通濾波輸出,它在時(shí)間上比輸入信號(hào)滯后。比較器的同相、反相輸入端之間的電壓差為:
Vr(t)=Vi(t)-Vc(t)=R*i(t)=RCdVc(t)/dt
圖2:雙極性成形電路
在電容器上的電壓達(dá)到峰值之后,積分電阻上的電流方向改變,引起比較器輸出翻轉(zhuǎn)。由于電阻電容組成的是一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò),Vr(t)的過(guò)零與輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān),從而實(shí)現(xiàn)了恒比定時(shí)功能。
圖3:CFD輸出
注:圖1中反相可以通過(guò)圖2中的放大器實(shí)現(xiàn)一個(gè)減法器來(lái)實(shí)現(xiàn);而RC濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)延時(shí),這樣在整個(gè)CFD電路中就實(shí)現(xiàn)了所謂的無(wú)延遲線的CFD。
評(píng)論