基于FPGA控制的TFT平板探测器信号采集电路的设计与研究
发布时间：2021-02-15 09:46
癌症的发病率在不断提高,发病群体越来越年轻化。在青年人中癌症造成的死亡率占有较大比重。近年来,我国数字医疗设备数量的平均增速在20%。但是由于创新能力不足,政府相应的配套措施和应用环境不完善等问题,高端数字医疗方面的应用仍然对国外有很强的依赖,不管是在技术还是在产量上都不能满足国内市场的需求。针对我国数字医疗影像需求量大,对国外依赖性强的现状,本文研究了用于数字医疗影像的信号采集和处理电路系统。通过对采集的模拟信号进行放大、滤波和数模转换,得到噪声低、精度高的数字信号和高清晰度、高信噪比的医学图像。该系统可用于胸透的临床应用,实现对人体心、肝和肺部的检查;可应用于乳腺机,对乳腺进行筛查与诊断;还可应用于机场安检。论文的主要工作包括:采用ADAS1256芯片,设计信号采集和获取电路,该芯片具有16bit高转换精度以及低噪声特点;使用Verilog HDL硬件描述语言完成对芯片各个模块控制代码以及芯片与外部通信代码的编写,通过ISE软件和Modelsim软件进行编译、综合和仿真,使用Chipscope在线逻辑分析仪进行信号观察,最后设计原理图并制作PCB板,成功完成整个系统的硬件组成部分。...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平板探测器工作原理
1.2.2 国内外FPD对比
1.3 X光成像原理
1.3.1 X光的分类
1.3.2 X光的特点
1.3.3 X光成像原理
1.3.4 X线图像应用
1.4 课题主要研究内容
第2章 医疗影像系统总体设计
2.1 常见医疗影像系统的组成
2.2 ADAS1256 芯片选型
2.3 面板阵列探测器
2.4 信号采集与转换
2.4.1 前端信号采集与放大
2.4.2 模数转换器
2.5 本章小结
第3章 X射线信号采集系统硬件设计
3.1 FPGA外围电路
3.1.1 基准电压
3.1.2 稳压电路
3.1.3 驱动电路
3.1.4 参考电压
3.2 ADAS1256 芯片工作时序
3.3 硬件电路PCB设计
3.3.1 原理图设计
3.3.2 PCB板设计
3.4 本章小结
第4章 信号采集系统逻辑实现
4.1 开发流程
4.2 时钟模块
4.3 信号采集模块
4.3.1 数据捕获模块
4.3.2 数据捕获输出模块
4.4 模数转换控制模块
4.5 寄存器配置模块
4.6 通信模块
4.7 顶层模块
4.8 本章小结
第5章 硬件电路测试与调试
5.1 Chipscope在线测试
5.2 电路性能分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 项目总结与创新
6.2 项目研究与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超低功耗模数转换器的设计与仿真[J]. 胡云峰,易子川,李琛,周国富. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]X射线的医学应用进展[J]. 张晔. 世界最新医学信息文摘. 2017(42)
[3]浅析数据采集系统中典型的模数转换原理[J]. 刘奇. 科技资讯. 2017(03)
[4]医学影像专业就业现状分析与前景研究[J]. 赵宇,施海彬,陈文,钟珊,邹伶俐. 教育教学论坛. 2016(06)
[5]导弹发控监测仪设计与实现[J]. 刘维京,冯楠. 电子设计工程. 2013(21)
[6]基于Xilinx ISE平台的FPGA电路设计[J]. 于东阳,苏彬. 微处理机. 2012(02)
[7]手机RF设计中的PCB板可靠性设计[J]. 冯翠芝. 微计算机信息. 2012(02)
[8]基于Verilog HDL的ADS8322转换控制器设计[J]. 李文桐,黄金,孙先松. 电子质量. 2011(12)
[9]基于Verilog HDL的UART模块设计与仿真[J]. 魏巍,赵红东. 电子设计工程. 2010(05)
[10]DR未来的发展方向[J]. 毛翠平. 中国医疗设备. 2008(07)
博士论文
[1]高速高精度ADC集成电路的研究与设计[D]. 王继安.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]高钢级埋弧焊管焊缝数字射线检测方法研究[D]. 蒋中印.西安石油大学 2015
[2]基于HRCA组件的ZIP文档口令恢复研究与实现[D]. 李龙谱.郑州大学 2014
[3]一拖N个CMOS成像器同步影像传感系统研究[D]. 林琳.天津大学 2014
[4]基于FPGA的线阵CCD测量系统的设计[D]. 徐正安.重庆大学 2012
[5]动设备状态监测与诊断信号采集系统研发与应用[D]. 徐水军.北京化工大学 2011
[6]基于小间隔X射线阵列探测器信号采集系统的研制[D]. 陈聃青.重庆大学 2011
[7]基于FPGA和USB2.0的数据采集系统的设计[D]. 程旭.西安科技大学 2010
[8]用于智能建筑的CAN与BACnet交互网关设计[D]. 谢志泉.山东大学 2009
[9]便携式数字X线诊断仪系统设计[D]. 胡杰勋.浙江大学 2006
[10]基于FPGA的系统设计和应用研究[D]. 刘凯.国防科学技术大学 2005
本文编号：3034612
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平板探测器工作原理
1.2.2 国内外FPD对比
1.3 X光成像原理
1.3.1 X光的分类
1.3.2 X光的特点
1.3.3 X光成像原理
1.3.4 X线图像应用
1.4 课题主要研究内容
第2章 医疗影像系统总体设计
2.1 常见医疗影像系统的组成
2.2 ADAS1256 芯片选型
2.3 面板阵列探测器
2.4 信号采集与转换
2.4.1 前端信号采集与放大
2.4.2 模数转换器
2.5 本章小结
第3章 X射线信号采集系统硬件设计
3.1 FPGA外围电路
3.1.1 基准电压
3.1.2 稳压电路
3.1.3 驱动电路
3.1.4 参考电压
3.2 ADAS1256 芯片工作时序
3.3 硬件电路PCB设计
3.3.1 原理图设计
3.3.2 PCB板设计
3.4 本章小结
第4章 信号采集系统逻辑实现
4.1 开发流程
4.2 时钟模块
4.3 信号采集模块
4.3.1 数据捕获模块
4.3.2 数据捕获输出模块
4.4 模数转换控制模块
4.5 寄存器配置模块
4.6 通信模块
4.7 顶层模块
4.8 本章小结
第5章 硬件电路测试与调试
5.1 Chipscope在线测试
5.2 电路性能分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 项目总结与创新
6.2 项目研究与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超低功耗模数转换器的设计与仿真[J]. 胡云峰,易子川,李琛,周国富. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]X射线的医学应用进展[J]. 张晔. 世界最新医学信息文摘. 2017(42)
[3]浅析数据采集系统中典型的模数转换原理[J]. 刘奇. 科技资讯. 2017(03)
[4]医学影像专业就业现状分析与前景研究[J]. 赵宇,施海彬,陈文,钟珊,邹伶俐. 教育教学论坛. 2016(06)
[5]导弹发控监测仪设计与实现[J]. 刘维京,冯楠. 电子设计工程. 2013(21)
[6]基于Xilinx ISE平台的FPGA电路设计[J]. 于东阳,苏彬. 微处理机. 2012(02)
[7]手机RF设计中的PCB板可靠性设计[J]. 冯翠芝. 微计算机信息. 2012(02)
[8]基于Verilog HDL的ADS8322转换控制器设计[J]. 李文桐,黄金,孙先松. 电子质量. 2011(12)
[9]基于Verilog HDL的UART模块设计与仿真[J]. 魏巍,赵红东. 电子设计工程. 2010(05)
[10]DR未来的发展方向[J]. 毛翠平. 中国医疗设备. 2008(07)
博士论文
[1]高速高精度ADC集成电路的研究与设计[D]. 王继安.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]高钢级埋弧焊管焊缝数字射线检测方法研究[D]. 蒋中印.西安石油大学 2015
[2]基于HRCA组件的ZIP文档口令恢复研究与实现[D]. 李龙谱.郑州大学 2014
[3]一拖N个CMOS成像器同步影像传感系统研究[D]. 林琳.天津大学 2014
[4]基于FPGA的线阵CCD测量系统的设计[D]. 徐正安.重庆大学 2012
[5]动设备状态监测与诊断信号采集系统研发与应用[D]. 徐水军.北京化工大学 2011
[6]基于小间隔X射线阵列探测器信号采集系统的研制[D]. 陈聃青.重庆大学 2011
[7]基于FPGA和USB2.0的数据采集系统的设计[D]. 程旭.西安科技大学 2010
[8]用于智能建筑的CAN与BACnet交互网关设计[D]. 谢志泉.山东大学 2009
[9]便携式数字X线诊断仪系统设计[D]. 胡杰勋.浙江大学 2006
[10]基于FPGA的系统设计和应用研究[D]. 刘凯.国防科学技术大学 2005
本文编号：3034612
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3034612.html
