X射線應用—深度解剖行李掃描儀
發布時間:2014-11-25 責任編輯:echolady
【導讀】X射線的應用非常廣泛,比如機場、火車站的安檢。而行李掃描儀的內核並不複雜,向電機、RS-232,觸摸盤等。本文主要針對安檢中必備的行李掃描儀進行深度解剖
X射線行李掃描儀原理:
當待驗物品須經過X射線輻射,穿過物品卻未被吸收的輻射將被收集在影像探測器(通常為光電二極管)麵mian陣zhen上shang,這zhe些xie探tan測ce器qi輸shu出chu需xu要yao特te殊shu信xin號hao調tiao節jie的de超chao低di電dian平ping電dian流liu,並bing且qie需xu要yao高gao分fen辨bian率lv數shu據ju轉zhuan換huan器qi來lai達da到dao必bi需xu的de分fen辨bian率lv以yi正zheng確que顯xian現xian被bei掃sao描miao的de物wu品pin。此ci信xin號hao調tiao節jie有you時shi包bao含han在zai單dan片pian數shu據ju采cai集ji解jie決jue方fang案an中zhong,正zheng如ru精jing密mi模mo數shu轉zhuan換huan器qi (ADC) 附帶電流-至-電壓 (I-to-V) 轉換的情況一樣。其它時候,離散的極低電流/噪聲前端放大器測量並放大影像探測器麵陣的輸出電流,然後驅動獨立的電壓輸入ADC…
X射線行李掃描儀框圖:

圖1
一、DSP處理器
DSP 處理器可用於成像重構,利用影像探測器麵陣接收的信號生成掃描物品的圖像
① 高性能單核DSP:
TMS320C6452: 最高性能的定點數字信號處理器
一款C64x+ DSP,在900MHz的時鍾速率具有高達72億每秒(MIPS)的指令性能,DSP內nei核he具ju有you高gao速su控kong製zhi器qi的de操cao作zuo靈ling活huo性xing和he陣zhen列lie處chu理li器qi的de數shu值zhi能neng力li。同tong時shi該gai器qi件jian還hai具ju有you專zhuan用yong硬ying件jian邏luo輯ji,片pian上shang存cun儲chu器qi和he額e外wai的de片pian上shang外wai設she類lei似si於yu其qi他taC6000 DSP平台的設備。核心采用了兩級緩存的架構,具有可編程中斷/事件生成模式,複用等外設…
特性:
1.具有1000 Mbps以太網交換機子係統與管理數據輸入/輸出(MDIO)模塊和兩個SGMII端口
2.具有32位33/66MHz,3.3 V外設組件互連(PCI)主/從接口,符合PCI2.3規範
3. 具有增強型直接存儲器存取控製器、4個64位通用定時器和多通道音頻串行端口
② 多核DSP
TMS320C6474: 多核數字信號處理器
基於第三代高性能,先進德州儀器開發的超長指令字(VLIW)架構
③ ARM9,可編程DSP
TMS320DM6446: 達芬奇數字媒體片上係統
充分利用了TI技術,以滿足下一代嵌入式設備的網絡媒體編碼和解碼應用處理的需求
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二、放大器
將用於ADCdeyingxiangtanceqimianzhendedizhizhongpinxinhaofangdaxuyaocaiyongchaodidianliuhezaoshengfangdaqi。zhexietongchangshishixiansuoxudekuandongtaifanweidexianfuzujian。youyuxinhaofudugeyoubutong,tongchangxuyaoyigedizaoshengdehuzukangfangdaqi (TIA)
① 低噪聲放大器
OPA211: 低噪聲、低功耗,精密運算放大器
該係列的精密運算放大器,實現了3.6毫安的電源電流及非常低的噪聲密度。同時還提供軌到軌輸出擺幅,從而最大限度地提高動態範圍。由於其可以提供700ns的建立時間,以16位精度在整個10V輸出擺幅。結合僅125μV的失調和0.35μV/℃溫度漂移,使得其適用於驅動高精度的16位ADC或緩衝的高分辨率輸出DAC…
特性:
1. 極低的電壓和低電流噪聲,高速和寬輸出擺幅,使這些器件在PLL的環路濾波器的放大器應用中成了最佳選擇
2. ±2.25V至±18V,+4.5V至+36V的寬電源電壓範圍
3. 可在小型DFN-8(采用3mm x 3mm)和MSOP-8和SO-8封裝
② 全差分放大器
THS4130:具有關斷功能的全差動輸入/輸出低噪聲放大器
③ 電壓反饋放大器
OPA2835(中文資料):雙路、超低功耗、軌至軌輸出、負軌輸入、VFB 放大器
三、轉換器
① Δ-Σ類型的ADC通常具有集成電流-至-電壓 (I-to-V) 轉換,可用於將低電平電流轉換為被計算元件處理的數據信息。
② 當單獨的前端放大器提供電流-至-電壓 (I-to-V) 轉換時,通常需要使用電壓輸入ADC。
③ 同時DAC是陣列最常用的的創建基礎
接收ADC
ADS5263(中文資料): 四通道16 位、100MSPS 84.6dB SNR ADC
這款器件使用CMOS工藝技術和創新型電路技術,被設計用來在低功耗下運行,並且在4 Vpp滿量程輸入時提供極高的SNR性能。同時包括一個平均模式,在此模式中,可將兩個通道(或四個通道)平均來改進SNR。可以實現輸入通道和LVDS輸出引腳間靈活映射的可編程映射器模塊。這有助於大大減少LVDS輸出路徑選擇的複雜程度,並且有可能通過減少印刷電路板的層數來獲得更加廉價的係統電路板…
特性:
1. 有一個14位低功耗模式,在這個模式下,此器件運行為一個四通道14位ADC。與16位模式相比,此部件的能耗大約為一半
2. ADC 輸入通道與低壓差分信令 (LVDS) 輸出引腳間的可編程映射 - 簡化了電路板設計
3. 多種測試模式以驗證現場可編程柵極陣列 (FPGA) /接收器的數據捕捉
四、電源管理
供采集係統用於控製係統電源
① DC / DC控製器(外部開關)
TPS40054: 寬輸入 (8V-40V) 最高頻率 1MHz 的同步降壓控製器,僅用作源控製器
該器件屬於高電壓,寬輸入(8 V至40 V),同(tong)步(bu),降(jiang)壓(ya)控(kong)製(zhi)器(qi)係(xi)列(lie),提(ti)供(gong)了(le)設(she)計(ji)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)與(yu)多(duo)種(zhong)用(yong)戶(hu)可(ke)編(bian)程(cheng)功(gong)能(neng),包(bao)括(kuo)軟(ruan)啟(qi)動(dong),欠(qian)壓(ya)鎖(suo)定(ding),工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv),電(dian)壓(ya)前(qian)饋(kui),高(gao)邊(bian)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)和(he)環(huan)路(lu)補(bu)償(chang)。同(tong)時(shi)采(cai)用(yong)電(dian)壓(ya)前(qian)饋(kui)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),在(zai)寬(kuan)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)良(liang)好(hao)的(de)行(xing)規(gui),並(bing)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)輸(shu)入(ru)線(xian)瞬(shun)變(bian)…
特性:
1. 近乎恒定的調製器的增益隨輸入的變化簡化了環路補償
2. 內置柵極驅動器輸出的高側和同步N溝道MOSFET及可編程的高側檢測短路保護…
3. 可編程固定頻率高達1 MHz的電壓模式控製器
② 監控電路(電壓監控器)
TPS3103E12: 超低電源電流/電源電壓監控電路
③ 降壓型穩壓器
TPS54310: 具有可調節輸出電壓的低輸入電壓 3A 同步降壓轉換器
五、溫度傳感器
通常係統中會有多個通道,導致係統中的環境溫度升高,從而就需要風扇控製的冷卻
① 溫度監控和風扇控製
AMC6821: 溫度監控和風扇控製
一款智能溫度監控器和脈衝寬度調製(PWM)風扇控製器。專為那些需要主動散熱係統的噪音敏感或功耗敏感的應用。使用一個低頻或高頻的PWM信(xin)號(hao),該(gai)裝(zhuang)置(zhi)能(neng)夠(gou)同(tong)時(shi)驅(qu)動(dong)一(yi)風(feng)扇(shan),監(jian)視(shi)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)二(er)極(ji)管(guan)的(de)溫(wen)度(du),並(bing)測(ce)量(liang)和(he)控(kong)製(zhi)風(feng)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su),使(shi)之(zhi)以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)低(di)的(de)速(su)度(du)與(yu)最(zui)小(xiao)的(de)噪(zao)音(yin)操(cao)作(zuo)…
特性:
1. 一種智能化自動溫度-風扇模式,無需CPU幹預的獨立設備運行;風扇可以繼續被控製(基於溫度測量),即使在CPU或係統鎖定
2. 調節PWM輸出保持一致的風扇轉速在一個用戶指定的目標值,即,該裝置作為一個風扇速度調節器
3. PWM頻率:10Hz至40kHz及0%至100%的占空比、自動風扇速度控製回路
② 溫度傳感器
TMP421:采用 SOT23-8 封裝的 ±1°C 遠程和本地溫度傳感器
如今,X射線行李掃描儀已經成了生活常見、保障交通安全、消(xiao)除(chu)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)的(de)必(bi)備(bei)裝(zhuang)置(zhi),其(qi)功(gong)能(neng)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)全(quan)麵(mian),性(xing)能(neng)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)完(wan)善(shan),為(wei)了(le)迎(ying)合(he)科(ke)技(ji)的(de)潮(chao)流(liu),也(ye)正(zheng)向(xiang)著(zhe)智(zhi)能(neng)的(de)趨(qu)勢(shi)發(fa)展(zhan),說(shuo)不(bu)定(ding)在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來(lai)全(quan)新(xin)的(de)智(zhi)能(neng)行(xing)李(li)掃(sao)描(miao)儀(yi)將(jiang)亮(liang)相(xiang)於(yu)車(che)站(zhan)或(huo)機(ji)場(chang)……
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