Struktura jądra rentgenowskiego skanera bagażu

Rentgenowski skaner bagażu CT, na pewno go nie znasz, stał się niezbędnym urządzeniem na stacjach i lotniskach, kontrola rentgenowska jest często wykorzystywana do skanowania bezpieczeństwa bagażu, takiego jak odprawa na lotnisku i bagaż podręczny kontrola. Ponieważ jest to powszechne w życiu, nie jesteśmy obcy jego strukturze zewnętrznej, takiej jak silnik, panel dotykowy, RS-232 itp. Tym razem skupiamy się głównie na analizie jego rdzenia wewnętrznego

Oto lista treści:

l Procesor DSP skanera bagażu rentgenowskiego CT

l Wzmacniacz do rentgenowskich skanerów bagażu CT

l Konwerter do rentgenowskiego skanera bagażu CT

l Zarządzanie energią w przypadku rentgenowskich skanerów bagażu CT

l Czujnik temperatury do rentgenowskich skanerów bagażu CT

Procesor DSP Rentgenowski skaner bagażu CT

Do rekonstrukcji obrazowania można wykorzystać procesor DSP, wykorzystując sygnał otrzymany z matrycy powierzchniowej detektora obrazu do wygenerowania obrazów zeskanowanych obiektów

① Wysokowydajne jednordzeniowe procesory DSP.

TMS320C6452: Najwydajniejszy stałoprzecinkowy cyfrowy procesor sygnałowy

Procesor DSP C64x+ z wydajnością instrukcji do 7,2 miliarda na sekundę (MIPS) przy częstotliwości taktowania 900 MHz, rdzeń DSP ma elastyczność operacyjną szybkiego kontrolera i możliwości numeryczne procesora macierzowego. Urządzenie posiada również dedykowaną logikę sprzętową, pamięć w chipie i dodatkowe urządzenia peryferyjne na chipie, podobne do tych, które można znaleźć w innych platformach C6000 DSP. Rdzeń wykorzystuje dwupoziomową architekturę pamięci podręcznej z programowalnymi trybami generowania przerwań/zdarzeń, multipleksowaniem i innymi funkcjami zewnętrznymi

② Wielordzeniowe procesory DSP

TMS320C6474: Wielordzeniowy procesor sygnału cyfrowego

Oparty na trzeciej generacji wysokowydajnej, zaawansowanej architekturze VLIW opracowanej przez VelociTI Texas Instruments

③ ARM9, programowalny procesor DSP

TMS320DM6446: Cyfrowy system multimedialny Da Vinci na chipie

Wykorzystuje technologię DaVinci firmy TI, aby zaspokoić potrzeby urządzeń wbudowanych nowej generacji do kodowania i dekodowania multimediów sieciowych.

Wzmacniacz dotr Rentgenowskie skanery bagażu CT

Wzmacniacze wzmacniające sygnały o niskiej i średniej częstotliwości z matrycy detektora obrazu używanej w przetwornikach ADC wymagają stosowania wzmacniaczy o bardzo niskim natężeniu prądu i szumów. Są to zazwyczaj elementy ograniczające umożliwiające osiągnięcie wymaganego szerokiego zakresu dynamiki. Ponieważ amplitudy sygnału są różne, zwykle wymagany jest niskoszumowy wzmacniacz o wzajemnej impedancji (TIA).

① Wzmacniacze o niskim poziomie szumów

OPA211: niski poziom hałasu, mała moc, precyzyjne wzmacniacze operacyjne.

Ta rodzina precyzyjnych wzmacniaczy operacyjnych osiąga prąd zasilania 3,6 mA i bardzo niską gęstość szumów. Zapewnia również zmianę sygnału wyjściowego typu „rail-to-rail”, maksymalizując w ten sposób zakres dynamiki. Dzięki możliwości zapewnienia czasu narastania wynoszącego 700 ns z 16-bitową dokładnością w całym zakresie napięcia wyjściowego 10 V. W połączeniu z przesunięciem wynoszącym zaledwie 125 μV i dryfem temperatury wynoszącym 0,35 μV/°C, sprawia to, że nadaje się on do sterowania precyzyjnymi 16-bitowymi przetwornikami ADC lub buforowanymi wyjściowymi przetwornikami cyfrowo-analogowymi o wysokiej rozdzielczości.

② W pełni różnicowy wzmacniacz

THS4130: W pełni różnicowy, niskoszumowy wzmacniacz wejścia/wyjścia z funkcją wyłączania

③ Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym napięcia

OPA2835 (dane chińskie): Podwójny, bardzo małej mocy, wyjście typu „rail-to-rail”, wejście szyny ujemnej, wzmacniacz VFB.

Konwerter dla Rentgenowski skaner bagażu CT

① Przetworniki ADC typu Δ-sigma mają zazwyczaj zintegrowaną konwersję prądu na napięcie (I na V), która może być wykorzystana do konwersji prądów niskiego poziomu na informacje, które mają być przetwarzane przez komponenty komputerowe.

(ii) Gdy oddzielny wzmacniacz czołowy zapewnia konwersję prądu na napięcie (I na V), zwykle wymagany jest wejściowy przetwornik ADC napięciowy.

(iii) Również przetworniki DAC są najczęściej używane do tworzenia podstawowych przetworników ADC do odbioru dla macierzy

ADS5263: Poczwórny przetwornik 16-bitowy, 100 MSPS, 84,6 dB SNR ADC

Wykorzystując technologię procesową CMOS i innowacyjne techniki obwodów, urządzenie to zostało zaprojektowane do pracy przy niskim zużyciu energii i zapewnia wyjątkowo wysoką wydajność SNR przy pełnowymiarowym wejściu 4 Vpp. Zawiera także tryb uśredniania, w którym można uśredniać dwa kanały (lub cztery kanały) w celu poprawy stosunku sygnału do szumu (SNR), oraz programowalny moduł mapowania, który umożliwia elastyczne mapowanie pomiędzy kanałami wejściowymi i pinami wyjściowymi LVDS. Pomaga to znacznie zmniejszyć złożoność wyboru ścieżki wyjściowej LVDS i może zapewnić tańsze płyty systemowe poprzez zmniejszenie liczby warstw płytki drukowanej.

Zarządzanie energią ludzką dla Rentgenowskie skanery bagażu CT

Aby system akwizycji kontrolował moc systemu

① Sterownik DC/DC (przełącznik zewnętrzny)

TPS40054: Szerokie wejście (8 V do 40 V) synchroniczny kontroler buck o częstotliwości do 1 MHz do użytku wyłącznie jako kontroler źródła. To urządzenie należy do rodziny wysokonapięciowych, szerokich wejść (8 V do 40 V), synchronicznych sterowników buck, które zapewniają elastyczność projektowania dzięki różnorodnym funkcjom programowanym przez użytkownika, w tym łagodnemu startowi, blokadzie podnapięciowej, częstotliwości roboczej, wyprzedzającemu napięciu, ograniczenie prądu strony górnej i kompensacja pętli. Technologia sterowania z wyprzedzeniem napięcia jest również wykorzystywana do zapewnienia dobrej regulacji linii w szerokim zakresie napięcia wejściowego i szybkiej reakcji na stany nieustalone linii wejściowej.

② Obwód monitorujący (monitor napięcia)

TPS3103E12: Obwód monitorowania bardzo niskiego prądu/napięcia zasilania.

③ Regulatory obniżające

TPS54310: Synchroniczna przetwornica buck o niskim napięciu wejściowym 3 A z regulowanym napięciem wyjściowym.

Czujnik temperatury dla Rentgenowskie skanery bagażu CT

Często w systemie występuje wiele kanałów, które powodują wzrost temperatury otoczenia w systemie, co wymaga chłodzenia sterowanego wentylatorem.

① Monitorowanie temperatury i sterowanie wentylatorem

AMC6821: Monitorowanie temperatury i sterowanie wentylatorem

Inteligentny monitor temperatury i sterownik wentylatora z modulacją szerokości impulsu (PWM). Zaprojektowany do zastosowań wrażliwych na hałas lub moc, które wymagają aktywnego układu chłodzenia. Wykorzystując sygnał PWM o niskiej lub wysokiej częstotliwości, urządzenie jest w stanie jednocześnie sterować wentylatorem, monitorować temperaturę diody czujnika zdalnego oraz mierzyć i kontrolować prędkość wentylatora, aby działał na najniższej możliwej prędkości przy jak najmniejszym hałasie.

② Czujnik temperatury

TMP421: ±1°C Zdalny i lokalny czujnik temperatury w pakiecie SOT23-8.

Rentgenowskie skanery bagażu stały się obecnie niezbędnym urządzeniem zapewniającym bezpieczeństwo ruchu drogowego i eliminującym zagrożenia bezpieczeństwa, a ich funkcje są coraz bardziej wszechstronne, a ich działanie jest coraz doskonalsze.