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自动曝光控制的实现方法

阅读：314发布：2020-05-12

专利汇可以提供自动曝光控制的实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种自动曝光控制的实现方法，其包括：将控制电离室曝光量的输出电压依次经过模拟开关电路、采样保持电路和A/D电路后输入控制器；由控制器将输入电压与基准曝光电压经D/A电路输出并由比较电路进行比较，当两者数值相等时，中止曝光以实现AEC反馈回路的控制。其中，控制器采用FPGA芯片实现。本发明运用FPGA实现数字积分，控制曝光量的电压Vi转化的数字量与FPGA内部设置基准值经D/A芯片输出并进行比较，当两者数值相等时，截止逆变高压，中止曝光，实现AEC反馈回路的控制。，下面是自动曝光控制的实现方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自动曝光控制的实现方法，其特征在于，包括：
将控制电离室曝光量的输出电压依次经过模拟开关电路、采样保持电路和A/D电路后输入控制器；
由控制器将输入电压与基准曝光电压经D/A电路输出并由比较电路进行比较，当两者数值相等时，中止曝光以实现AEC反馈回路的控制；
所述A/D电路使用过零点检测的方法对采样周期进行自适应调整；
所述过零点检测的方法为：首先采集100个数据，计算其平均值，作为输出电压的平均值的估计值；再采样100个数据，由比较电路与输出电压的平均值的估计值进行比较，计算过零点的数量并统计；根据此数量，调整采样周期，当此数量大于20个时，令采样周期为
1ms，当此数量不大于10时，令采样周期为5ms，其他令采样周期为2ms。
2.根据权利要求1所述自动曝光控制的实现方法，其特征在于，控制器采用FPGA芯片实现。
3.根据权利要求1所述自动曝光控制的实现方法，其特征在于，电离室的输出电压通过一个分离电路降压处理后传送至A/D电路。
4.根据权利要求1所述自动曝光控制的实现方法，其特征在于，当电离室有输出电压时，由控制器向A/D电路传送控制信号，使A/D电路将电离室的输出电压转化为8位的数字信号并送到控制器的输入端。

说明书全文

自动曝光控制的实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种曝光控制技术，尤其是涉及一种用于X射线传感器的自动曝光控制的实现方法。

背景技术

[0002] 自动曝光控制(Automatic Exposure Control，AEC)是利用X射线传感器(电离室)探测穿过被照肢体到达胶片的射线量，从而控制X线机曝光时间，可以使对不同部位、不同病人所拍摄的X线照片具有相同的感光量，彻底解决自动洗片机冲洗不同照片感光量不一致的问题。

[0003] 针对AEC技术中由模拟电路实现积分运算需要清零、保持，如果处理不好，容易出现同样的AEC条件曝光产生不同的积分电压，束光器关闭曝光产生AEC电压等不正常现象，并且模拟积分电路存在零点漂移、非线性误差和电容泄露等问题。

发明内容

[0004] 为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种自动曝光控制的实现方法。

[0005] 本发明采用如下技术方案实现：一种自动曝光控制的实现方法，其包括：

[0006] 将控制电离室曝光量的输出电压依次经过模拟开关电路、采样保持电路和A/D电路后输入控制器；

[0007] 由控制器将输入电压与基准曝光电压经D/A电路输出并由比较电路进行比较，当两者数值相等时，中止曝光以实现AEC反馈回路的控制。

[0008] 其中，控制器采用FPGA芯片实现。

[0009] 其中，电离室的输出电压通过一个分离电路降压处理后传送至A/D电路。

[0010] 其中，当电离室有输出电压时，由控制器向A/D电路传送控制信号，使A/D电路将电离室的输出电压转化为8位的数字信号并送到控制器的输入端。

[0011] 其中，A/D电路使用过零点检测的方法对采样周期进行自适应调整。

[0012] 其中，首先采集100个数据，计算其平均值，作为输出电压的平均值的估计值；再采样100个数据，由比较电路与输出电压的平均值的估计值进行比较，计算过零点的数量并统计；根据此数量，调整采样周期，当此数量大于20个时，令采样周期为1ms，当此数量不大于10时，令采样周期为5ms，其他令采样周期为2ms。

[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0014] 本发明运用FPGA实现数字积分，控制曝光量的电压Vi转化的数字量与FPGA内部设置基准值经D/A芯片输出并进行比较，当两者数值相等时，截止逆变高压，中止曝光，实现AEC反馈回路的控制。附图说明

[0015] 图1是本发明的系统框图；

[0016] 图2是模拟开关电路的电路示意图；

[0017] 图3是采样保持电路的电路示意图；

[0018] 图4是D/A电路及比较电路的示意图。

具体实施方式

[0019] 本发明运用FPGA实现数字积分，将控制电离室曝光量的输出电压Vi转化成数字量与FPGA内部设置基准曝光电压值经D/A电路输出并进行比较，当两者数值相等时，截止逆变高压，中止曝光，实现AEC反馈回路的控制。

[0020] 如图1所示，本发明包括：用于输出一电压Vi至X射线传感器(电离室)的电压输入电路，由电压Vi控制电离室的曝光量；电压Vi经过滤波电路后传送至电压转换电路，并依次经过模拟开关电路、采样保持电路、A/D电路后传送至控制器，控制器的输出信号经过D/A电路、滤波电路后传送至比较电路。

[0021] 其中，模拟开关电路采用CD4051芯片，见图2所示。采样保持电路采用LF398芯片和74HC74芯片，见图3所示。非门芯片采用74HC14D芯片，A/D电路采用12位的AD7933芯片，控制器采用型号是EP2C5T144的FPGA芯片，D/A电路采用AD5343芯片，比较电路采用LM339芯片，如图4所示。

[0022] CD4051芯片是单8通道数字控制模拟开关电路，有三个二进制控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和截止漏电流。当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止，三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。

[0023] 由于电离室输出电压为0～10V，而A/D电路采样的AD7933芯片的输入电压为0～5V，因此中间须经过一分压电路将电离室输出电压降半，保证AD7933芯片的输入电压要求。

[0024] 由于AD7933芯片所使用的数字量输出为8位，数字量化范围为0～255，当输入电压为满量程5V时，转换电路对输入电压的分辨能力u为：

[0025] u＝5/255≈0.0196

[0026] 如输入电压为2V，则十六进制数字量为：0x66。

[0027] 本发明的工作过程：FPGA芯片EP2C5T144对AD7933进行初始化，当电离室有输出电压Vi时，由FPGA芯片向AD7933芯片传送控制信号控制字，使其对输入的模拟信号(电压Vi)即进行转化，变为8位的数字信号并送到FPGA芯片的输入端。

[0028] 为协调好数据精度和系统负担两者之间的关系，对于叠加周期信号的输入电压Vi，规定单个周期的数据采集不少于8个点，因此要对AD7933芯片的采样周期进行自适应调整，这里使用过零点检测的方法，如果叠加信号的周期在0～25Hz范围内，采样周期为5ms；叠加信号周期在25Hz～50Hz时，采样周期为2ms；叠加信号在50～100Hz，采样周期为1ms。

[0029] 设采样周期的初始值为2ms，采样数为100个点，则有：首先采集100个数据，计算平均值，作为输出电压Vi的平均值的估计值；再采样100个数据，由比较电路与输出电压Vi的平均值的估计值进行比较，计算过零点的数量并统计；根据此数量，调整采样周期，当此数量大于20个时，令采样周期为1ms，当此数量不大于10时，令采样周期为5ms，其他令采样周期为2ms。

[0030] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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