Термостабильное фотоприемное устройство для сцинтилляционного детектора компьютерного томографа

 

Изобретение относится к области регистрации излучения с помощью детекторов сцинтиллятор-фотодиод и может быть использовано в рентгеновских компьютерных медицинских томографах. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит фотодиод, операционный усилитель, охваченный резистивной обратной связью. Введение цепи смещения, настроенной в соответствии с приведенной формулой, позволяет уменьшить температурный дрейф нулевого уровня, не прибегая к средствам термостатирования. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 Т 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лы,4ил, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4412220/24-25 (22) 19.04.88 (46) 30.10,90. Бюл. ¹ 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) В. В. Коньков, О, П, Федосеева и

Ю,Ю.Шакарвис (53) 543,42,062 (088,8) (56) Вендлэнд. Светочувствительный датчик в виде пары кремниевый фотодиод — операционный усилитель. Электроника, 1970, т,44, N 11. с.30 — 35.

Томограф Comatom — ДР (Сименс, ФРГ). (54) ТЕРМОСТАБИЛЬНОЕ ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЦИНТИЛЛЯЦИ-

Изобретение относится к регистрации излучения с помощью детекторов сцинтиллятор — фотодиод и может быть использовано в рентгеновских компьютерных медицинских томографах.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет устранения необходимости использования средств термостатирования.

На фиг,1 приведена схема фотоприемного устройства; Ра фиг,2 — температурный ход сопротивления фотодиода; на фиг.3— температурный ход нулевого уровня Uo, выI званный только изменением сопротивления фотодиода; на фиг.4 — полный температурный дрейф нулевого уровня Uo.

Устройство содержит фотодиод 1, операционный усилитель 2, первый резистор 3 (резистор обратной связи). Кроме того, устройство содержит цепь смещения, которая может быть выполнена в виде одного из вариантов, В первом варианте цепь смещения выполнена в виде потенциометра 4, „„ЯЦ„„1603315 А1

ОННОГО ДЕТЕКТОРА КОМПЬЮТЕРНОГО

ТОМОГРАФА (57) Изобретение относится к области регистрации иэлучения с помощью детекторов . сцинтиллятор — фотодиод и может быть использовано в рентгеновских компьютерных медицинских томографах. Цель изобретения — упрощение устройства, Устройство содержит фотодиод, операционный усилитель, охваченный реэистивной обратной связью. Введение цепи смещения, настроенной в соответствии с приведенной формулой, позволяет уменьшить температурный дрейф нулевого уровня, не прибегая к средствам термостатирования. 2 з.п. ф— включенного между положительной и отрицательной шинами источника питания, движок которого соединен через второй резистор 5 с входом операционного усилителя. По второму варианту смещение задается потенциометром

6, подключенным к выводам операционного усилителя, предназначеннымдля балансировки. С помощью цепи смещения при нулевом потоке излучения на фотодиоде задается на выходе операцион ного усилителя на и ряжения (нулевой уровень), равное выражению (KUc .o A Т И о / A йш) )цля положительных ,знавитЩ и(+(ТКи, ЛТ R AR))

-для отрицательных, где TKU

Действие устройства основано на компенсации температурного дрейфа, вызванно1603315 го изменением сопротивления фотодиода, дрейфом в противоположную сторону напряжения смещения нулевого уровня операционного усилителя. Осуществление этой компенсации достигается путем установления нулевого уровня равным указанным выражениям в зависимости от величины и знака температурного коэффициента напряжени смещения нуля операционного усилителя и сопротивления фотодиода, которые берутся из их паспортов или предварительно измеряются.

Относительно изменение сопротивления для кремниевых фотодиодов составляет около 2 раз на каждые 10 изменения температуры, Кроме того, его знак всегда отрицателен, т.е. при увеличении температуры сопротивление уменьшается.

Изменение нулевого уровня, вызванное изменением только сопротивления фотодиода от температуры, при разных его знаках изображено на фиг.3 (кривая 7 для + Uo, кривая 8 для -Uo. Задается оно формулой

Цо(Т)=0см.о Roc/(Rm(T)), где R — сопротивление фотодиода, Температурный дрейф нулевого уровня, вызванный изменением сопротивления фотодиода и напряжения смещения нуля операционного усилителя, изображен на фиг.4 для различных способов его установки; кривая 9 Uo— " О. кривая 10 Uo = -(TKUc .> ьТЙ/R ), кривая 11 О, =- 20 м В. Дрейф нулевого уровня для этих трех случаев выражается следующими формулами

AUо = TKu см.ohT Roc/(R> — ARm)- кривая 9; (-) о — ТКОсм.oATRoc R@ — кривая 10;

Л0 оГ ®см.Лаос йш AR)j +

+Ц fp (p р )) )j KPMBRR

11, где AR — температурное изменение Ru

Из выражений видно, что во втором случае дрейф наименьший и, как показывают численные оценки, меньше дрейфа в первом и третьем случае, соответственно, до 2 и 4,6 раза, Формула изобретения

5 1. Термостабильное фотоприемное устройство для сцинтилляционного детектора компьютерного томографа, содержащее фотодиод, включенный между общим электрдом и инвертирующим входом

10 операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общим электродом, а выход через первый резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я

15 тем, что, с целью упрощения устройства за счет устранения необходимости использования средств термостатирования, оно снаб)кено цепью смещения нулевого уровня, имеющей такие параметры, что обеспе20 чивается нулевой уровень операционного усилителя равным (-(ТК0 см.o AT Roc/ ш) ) для положительных значений TKU м. и

f+(TKUcM. ЛТ Roc /Лйш))-для отрицательных, где TKUcM.o — температурный коэффи25 циент напряжения смещения нуля операционного усилителя; AÒ вЂ” интервал изменения температуры; Ro — сопротивление обратной связи; Л Ruj — температурное изменение сопротивления фотодиода.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, цепь смещения выполнена в виде потенциометра, включенного между положительной и отрицательной шинами

35 источника питания, движок которого через второй резистор соединен с инвертирующим входом операционного. усилителя.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что цепь смещения зыполнена в

40 виде второго потенциометра, подключенНого к выводам операционного усилителя, предназначенным для подключения балансировочного резистора.

1603315

fS И ZJ фиг.2

Фиг. 4

Составитель B.Ðoãoâ

Техред M.Ìîðãåíòàë - Корректор И.Муска

Редактор И.Касарда

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3383 Тираж 358 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5