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如何使用闪烁晶体和硅光电二极管实现探测传感器的设计
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随着公共安全越来越受到公众的重视，X 射线安检机已经成为地铁、汽车站、铁路和海关等人口密集交通场所出入等的必备安检设备。基于 FPGA 的 X 射线辐射图像采集与传输系统，利用 X 射线的穿透性扫描成像快速扫描行李箱、集装箱内物品，对枪支、易爆物和毒品等违禁物品进行快速甄别，保障公共安全与社会安宁 。X 射线安检机由线阵 X 射线图像采集传输系统与上位机组成，本文主要研究线阵 X 射线图像采集与传输系统，其中包括探测板、采集板与数据板。采集系统采用基于闪烁晶体与硅光电二极管技术组合在一起的阵列式硅光电二极管探测传感器。
1、X 射线探测系统电路设计
本文设计的 X 射线采集传输系统的硬件框图如图 1 所示。图像采集与传输系统的硬件包含三个部分，X 射线探测器模块、 FPGA 数据采集模块和千兆以太网 RGMII 数据传输模块。当 X 射线成像闪烁晶体（CsI）受 X 射线辐照后，将 X 射线转换为可见光，闪烁体贴合在阵列硅光电二极管表面，阵列硅光电二极管接收到可见光后转换为电流信号，再由前置集成放大器放大，积分转化为电压信号。放大器的灵敏度是由积分电路的反馈电容器定义。每路运放灵敏度设置可以从控制端口进行单独控制，放大后信号通过 A/D 转化成数字信号输送到采集板 FPGA 片内，FPGA 通过 LVDS 传输格式将数据传输给数据板。采集板发送到数据板是通过端口直接进入数据板 FPGA 进行信号处理。信号处理单元对每个像素数据的重新排序、数据校正、暗偏移和像素点的灵敏度差异等进行处理。最后数据板通过选定的数据接口（千兆以太网通讯端口） 将图像数据发送到系统 PC 上，与 PC 以千兆以太网接口连接。
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