[发明专利]一种可控型多通道电荷读出装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于束流监测的多通道电荷前端读出电路技术领域，尤其是涉及一种可控型多通道电荷读出装置。

背景技术

随着重离子治癌技术的不断发展，为了达到更加优良的治疗效果，治疗终端对束流品质的要求越来越高。在重离子治癌装置中，束流空间分布的实时监控测量是该装置中的关键部分之一。重离子治癌装置的束流通过治疗终端的分条电离室输出多通道的微弱电荷(电流)信号，再通过多通道电荷(电流)读出电路可实现束流空间分布的实时监测。通常情况下，治癌终端用于束流监测的分条电离室输出的电荷(电流)信号较小，通道数较多，采用现有技术的电流电压实时转换电路会导致数据量很大，对后级的数据实时传输和处理要求较高，这样导致制造成本相当昂贵，其次环境噪声对电路的干扰也较大，影响束流监测的准确性。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种可控型多通道电荷读出装置，从而有效解决现有技术的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种可控型多通道电荷读出装置，其特点是包括依次相连的高速开关、带泄放功能的积分器、多路复用器、控制逻辑电路、差分输出驱动电路和数据采集卡，所述的高速开关包括与十六路输入信号相连的十六组高速开关，每组高速开关由并列相连的两路高速开关S_Ai和S_Bi，两路高速开关S_Ai和S_Bi分别与积分器A和积分器B连接；积分器A的输出端连接到多路复用器A，积分器B的输出端连接到多路复用器B；多路复用器A和多路复用器B的输出端分别连接到差分输出驱动电路，差分输出驱动电路的输出端连接到数据采集卡的模拟差分输入端；数据采集卡与控制逻辑电路连接进行双向通信，控制逻辑电路与高速开关相连。

所述的数据采集卡的数字输出端发送外触发信号给控制逻辑电路，控制逻辑电路发送采集时钟信号与采集触发信号给数据采集卡的数字输入端；所述的控制逻辑电路通过光耦隔离后的控制信号控制多路复用器A和多路复用器B的通道选择与切换；控制逻辑电路通过光耦隔离后的控制信号控制高速开关的断开与闭合。

所述的积分器A输出的16路V_Ai信号对应与16通道模拟多路复用器A的16个模拟输入端S0-S15连接，16通道模拟多路复用器A由控制逻辑电路CPLD输出经光耦隔离后的四路控制信号C_A0～C_A3控制其切换，16通道模拟多路复用器A的输出端输出串行的电压信号V_OUTA，V_OUTA与差分输出驱动电路连接，差分输出驱动器电路输出的差分电压信号与数据采集卡的模拟差分输入端AI_0-1连接；积分器B输出的16路V_Bi信号对应与16通道模拟多路复用器B的16个模拟输入端S0-S15连接，16通道模拟多路复用器B由控制逻辑电路CPLD输出经光耦隔离后的四路控制信号C_B0～C_B3控制其切换，16通道模拟多路复用器B的输出端输出串行的电压信号V_OUTB，V_OUTB与差分输出驱动器连接，差分输出驱动器输出的差分电压信号与数据采集卡的模拟差分输入端AI_2-3连接。

所述的控制逻辑电路实现与数据采集卡的通信，并控制高速开关S_A/Bi和积分器中的泄放开关S_HA/Bi的通断以及多路复用器的切换。

所述的数据采集卡的数字输出口D0、D1、D2、D3分别与控制逻辑电路CPLD的四个I/O口连接，对应传输B通道工作触发信号Trig-B_in、A通道工作触发信号Trig-A_in、数据采集使能触发信号DAQ-trig、数据采集时钟信号DAQ-sclk。