本發(fā)明大體上涉及脈沖速率測量裝置的失效時間校正。
背景技術(shù)：
：定量脈沖測量裝置(qpmd)部署于包含光子及粒子(例如，β粒子)測量的眾多領(lǐng)域中。qpmd通常具備能夠檢測例如光子或粒子與檢測器交互的事件及產(chǎn)生待測量脈沖的檢測器。此脈沖在被測量之前可要求后續(xù)放大。當(dāng)測量脈沖時，脈沖的各種性質(zhì)(尤其包含脈沖的頻率)可是有用的，從而產(chǎn)生通常以每秒計數(shù)(cps)測量的計數(shù)速率。所關(guān)注的其它性質(zhì)可包含脈沖高度或脈沖與其它事件的相關(guān)性。當(dāng)關(guān)注計數(shù)速率測量時，qpmd必須大體上部署“失效時間校正”(dtc)方案。失效時間校正為調(diào)整所測量值以校正歸因于系統(tǒng)處理時間的測量損耗。存在通過使用高速時鐘計數(shù)“經(jīng)過的失效時間”(或其逆量“經(jīng)過的實時時間”)的量而具有變化的準確性程度的許多有理有據(jù)的失效時間校正方案，其中準確性受限于一個時鐘周期的持續(xù)時間。然而，高速時鐘消耗大量功率。對于需要失效時間校正及低功率消耗的系統(tǒng)(例如便攜式電子劑量計)，需要替代性方法。另外，在均勻的信號輸入(即，并不隨時間推移改變的信號輸入)情況下，常?？赡芡ㄟ^了解固定信號輸入與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系而用合理的準確性估計失效時間校正。然而，不均勻信號輸入使此種類的估計以無法憑經(jīng)驗預(yù)測的錯誤方式進行。因此，需要減少或消除上文所描述問題的失效時間校正系統(tǒng)及方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：在一個實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)包含：具有可選讀出速率的第一脈沖計數(shù)器；可在與第一脈沖計數(shù)器的讀出速率不同的讀出速率下操作的第二脈沖計數(shù)器；與第二脈沖計數(shù)器通信的選擇模塊，其響應(yīng)于來自第二脈沖計數(shù)器的輸入而選擇第一脈沖計數(shù)器讀出速率；與選擇模塊通信的多路復(fù)用器(mux)，mux基于選定第一脈沖計數(shù)器讀出速率而從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇；及與mux通信的控制與讀出模塊，其將選定dtct應(yīng)用于來自第一脈沖計數(shù)器的未校正脈沖計數(shù)速率以輸出失效時間校正脈沖速率。系統(tǒng)可進一步包含存儲緊接之前脈沖計數(shù)器讀出(pcro)計數(shù)的第一pcro存儲寄存器，及與第一脈沖計數(shù)器及pcro存儲寄存器通信的減法器模塊，其從第一脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)。第二脈沖計數(shù)器可具有比除了第一脈沖計數(shù)器的最快可選讀出速率之外的所有讀出速率快的讀出速率。在另一實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)包含：響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖計數(shù)器，脈沖計數(shù)器具有可選脈沖計數(shù)器讀出速率；存儲緊接之前脈沖計數(shù)器讀出(pcro)計數(shù)的pcro存儲寄存器；及也響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖峰值計數(shù)器，脈沖峰值計數(shù)器具有比除了最快可選脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快的脈沖峰值計數(shù)器讀出速率。所述系統(tǒng)進一步包含：與脈沖計數(shù)器及pcro存儲寄存器電子通信的減法器模塊，且從脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)；與脈沖峰值計數(shù)器電子通信的選擇模塊，其響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率；與減法器模塊及選擇模塊電子通信的多路復(fù)用器(mux)，mux從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定脈沖計數(shù)器讀出速率；及與mux電子通信的控制與讀出模塊，其將由mux選定的dtct應(yīng)用于除以脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以輸出失效時間校正脈沖速率。所述系統(tǒng)可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖的事件傳感器，事件傳感器具有已知的每事件失效時間。事件傳感器可進一步包含放大器及信號處理電子元件。在一些實施例中，事件傳感器可包括半導(dǎo)體晶體。在其它實施例中，事件傳感器可包括閃爍晶體。在再其它實施例中，事件傳感器可包括光轉(zhuǎn)換裝置。在某些實施例中，可選脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)，且脈沖峰值計數(shù)器讀出速率可在100hz與10khz之間的范圍內(nèi)。在一些實施例中，選擇模塊可響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器的輸入及來自控制與讀出模塊的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率。dtct可為方程式及查找表(lut)中的一者，其中方程式可為由減法器供應(yīng)的未校正脈沖計數(shù)的函數(shù)，且lut可為以下各者中的一者：將輸出計數(shù)速率變換成輸入計數(shù)速率的lut，表項之間具有內(nèi)插；為每一輸出計數(shù)速率提供轉(zhuǎn)換常數(shù)的lut，表項之間具有內(nèi)插；及列舉輸出計數(shù)速率及對應(yīng)輸入計數(shù)速率的完整集合的lut。在一些實施例中，脈沖計數(shù)器、脈沖峰值計數(shù)器及選擇模塊可實施于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)中。在某些實施例中，pcro存儲寄存器、減法器模塊、mux、dtct及控制與讀出模塊可實施于通用微控制器單元(mcu)中。在一些實施例中，實施于fpga中的前述元件可與實施于mcu中的前述元件組合。在某些實施例中，脈沖計數(shù)器、脈沖峰值計數(shù)器及選擇模塊可實施于專用集成電路(asic)中。在一些實施例中，所有元件可實施于fpga中。在其它實施例中，所有元件可實施于mcu中。在另一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法包含：在不同讀出速率下操作至少一第一及第二脈沖計數(shù)器；響應(yīng)于來自第二脈沖計數(shù)器的輸入而選擇第一脈沖計數(shù)器的讀出速率；基于選定第一脈沖計數(shù)器讀出速率而從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇；及將選定dtct應(yīng)用于來自第一脈沖計數(shù)器的未校正脈沖計數(shù)速率以輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可包含存儲來自第一脈沖計數(shù)器的緊接之前讀出計數(shù)，及從第一脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)。第二脈沖計數(shù)器可具有比除了第一脈沖計數(shù)器的最快可選讀出速率之外的所有讀出速率快的讀出速率。在又一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法包含：選擇用于響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖計數(shù)器的脈沖計數(shù)器讀出速率；存儲來自脈沖計數(shù)器的緊接之前讀出計數(shù)；提供也響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖峰值計數(shù)器，脈沖峰值計數(shù)器具有比除了最快可選脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快的脈沖峰值計數(shù)器讀出速率；及從脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)。所述方法進一步包含：響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率；從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定脈沖計數(shù)器讀出速率；及將dtct應(yīng)用于除以脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖?？蛇x脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)。脈沖峰值計數(shù)器讀出速率可在100hz與10khz之間的范圍內(nèi)。在再一實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)包含：響應(yīng)于脈沖而遞增的當(dāng)前脈沖計數(shù)器；與當(dāng)前脈沖計數(shù)器電子通信的延遲脈沖計數(shù)器，延遲脈沖計數(shù)器從當(dāng)前脈沖計數(shù)器捕獲在當(dāng)前脈沖計數(shù)器讀出速率下延遲達單一時鐘周期的緊接先前讀出，所述當(dāng)前脈沖計數(shù)器讀出速率比除了最快可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快。所述系統(tǒng)進一步包含與延遲脈沖計數(shù)器電子通信的脈沖計數(shù)器讀出(pcro)存儲寄存器，其在可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率下存儲延遲脈沖計數(shù)器讀出。所述系統(tǒng)還包含：與當(dāng)前脈沖計數(shù)器及延遲脈沖計數(shù)器電子通信的第一減法器模塊，其輸出由當(dāng)前脈沖計數(shù)器與延遲脈沖計數(shù)器記錄的計數(shù)之間的差；與第一減法器模塊電子通信的選擇模塊，其基于所述差選擇新延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；與延遲脈沖計數(shù)器及pcro存儲寄存器電子通信的第二減法器模塊，其從延遲脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro存儲寄存器計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)；與延遲脈沖計數(shù)器及選擇模塊電子通信的多路復(fù)用器(mux)，mux從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；及與mux電子通信的控制與讀出模塊，其將由mux選定的dtct應(yīng)用于除以選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以輸出失效時間校正脈沖速率。所述系統(tǒng)可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖的事件傳感器，事件傳感器具有已知的每事件失效時間。事件傳感器可進一步包含放大器及信號處理電子元件。在一些實施例中，事件傳感器可包括半導(dǎo)體晶體。在其它實施例中，事件傳感器可包括閃爍晶體。在再其它實施例中，事件傳感器可包括光轉(zhuǎn)換裝置。在某些實施例中，可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)，且當(dāng)前脈沖計數(shù)器的時鐘周期可在100hz與10khz之間的范圍內(nèi)。在一些實施例中，選擇模塊可響應(yīng)于來自第一減法器模塊的輸入及來自控制與讀出模塊的輸入而選擇延遲脈沖計數(shù)器讀出速率。dtct可為方程式及查找表(lut)中的一者，其中方程式可為由第二減法器供應(yīng)的未校正脈沖計數(shù)的函數(shù)，且lut可為以下各者中的一者：將輸出計數(shù)速率變換成輸入計數(shù)速率的lut，表項之間具有內(nèi)插；為每一輸出計數(shù)速率提供轉(zhuǎn)換常數(shù)的lut，表項之間具有內(nèi)插；及列舉輸出計數(shù)速率及對應(yīng)輸入計數(shù)速率的完整集合的lut。在一些實施例中，當(dāng)前脈沖計數(shù)器、延遲計數(shù)器、第一減法器模塊及選擇模塊可實施于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)中。在其它實施例中，pcro存儲寄存器、第二減法器模塊、mux、dtct及控制與讀出模塊可實施于通用微控制器單元(mcu)中。在再其它實施例中，實施于fpga中的前述元件可與實施于mcu中的前述元件組合。在某些實施例中，當(dāng)前脈沖計數(shù)器、延遲脈沖計數(shù)器、第一減法器模塊及選擇模塊可實施于專用集成電路(asic)中。在一些實施例中，所有元件可實施于fpga中。在其它實施例中，所有元件可實施于mcu中。在又一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法包含：提供響應(yīng)于脈沖而遞增的當(dāng)前脈沖計數(shù)器；在與當(dāng)前脈沖計數(shù)器電子通信的延遲脈沖計數(shù)器中從當(dāng)前脈沖計數(shù)器接收延遲達當(dāng)前脈沖計數(shù)器的單一時鐘周期的讀出；在可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率下將來自延遲脈沖計數(shù)器的讀出接收到脈沖計數(shù)器讀出(pcro)存儲寄存器中；及獲得由當(dāng)前脈沖計數(shù)器與延遲脈沖計數(shù)器記錄的計數(shù)之間的差。所述方法進一步包含：基于所述差選擇新延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；獲得由pcro存儲寄存器與延遲脈沖計數(shù)器記錄的計數(shù)之間的差以輸出未校正脈沖計數(shù)；從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；及將dtct應(yīng)用于除以選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖?？蛇x延遲脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)，且當(dāng)前脈沖計數(shù)器的時鐘周期可在100hz與10khz之間的范圍內(nèi)。在另一實施例中，電子劑量計包含響應(yīng)于輻射檢測事件而產(chǎn)生脈沖的輻射檢測器，輻射檢測器具有已知的每輻射檢測事件失效時間；及如上文所描述的失效時間校正系統(tǒng)。本發(fā)明具有許多優(yōu)勢，包含在低功率消耗情況下實現(xiàn)失效時間校正。附圖說明圖1為信號強度隨經(jīng)過的時間而變的曲線圖，其說明在一系列脈沖的經(jīng)過的實際時間中的失效時間。圖2為包含固定時鐘頻率的失效時間校正系統(tǒng)的示意性說明。圖3為信號強度隨經(jīng)過的時間而變的曲線圖，其說明在25cps的背景中的5ms峰值1,600cps。圖4為失效時間校正系統(tǒng)的示范性實施例的示意性說明。圖5為圖4中所展示的選擇模塊、mux及控制與讀出模塊的示意性說明。圖6為失效時間校正系統(tǒng)的另一示范性實施例的示意性說明。圖7a及7b為包含失效時間校正系統(tǒng)的示范性實施例的電子劑量計的示意說明。圖8為校正脈沖速率測量裝置的失效時間的示范性方法的流程圖。圖9為校正脈沖速率測量裝置的失效時間的另一示范性方法的流程圖。在整個圖式的若干視圖中，類似參考標號指代對應(yīng)部分。具體實施方式在本文中的本發(fā)明描述中，應(yīng)理解，除非另外隱含地或明確地理解或陳述，否則以單數(shù)形式呈現(xiàn)的詞語涵蓋其復(fù)數(shù)對應(yīng)物，且以復(fù)數(shù)形式呈現(xiàn)的詞語涵蓋其單數(shù)對應(yīng)物。此外，應(yīng)理解，除非另外隱含地或明確地理解或陳述，否則對于本文中描述的任何給定組件或?qū)嵤├槍λ鼋M件列出的任何可能候選或替代方案通?？蓚€別地使用或彼此結(jié)合使用。此外，應(yīng)了解，如本文中展示的圖未必按比例繪制，其中為了本發(fā)明的清楚起見可僅僅繪制一些元件。而且，可在各種圖中重復(fù)參考標號來展示對應(yīng)或相似元件。另外，應(yīng)理解，除非另外隱含地或明確地理解或陳述，否則此類候選或替代方案的任何列表僅僅是說明性而非限制性的。另外，除非另外指示，否則本說明書及權(quán)利要求書中所使用的表示持續(xù)時間、頻率、成分數(shù)量、成分、反應(yīng)條件等等的數(shù)字應(yīng)理解為由術(shù)語“約”修飾。因此，除非相反地指示，否則本說明書及隨附權(quán)利要求書中所闡述的數(shù)值參數(shù)為可取決于尋求由本文提出的標的物獲得的所要性質(zhì)而變化的近似值。最低限度地，且并不試圖限制等效物原則應(yīng)用于權(quán)利要求書的范圍，每一數(shù)值參數(shù)都應(yīng)至少根據(jù)所報告的有效數(shù)字的數(shù)目且通過應(yīng)用一般四舍五入技術(shù)來解釋。盡管闡述本文提出的標的物的廣泛范圍的數(shù)值范圍及參數(shù)為近似值，但特定實例中所闡述的數(shù)值是盡可能精確報告的。然而，任何數(shù)值固有地含有某些由其相應(yīng)測試測量值中所發(fā)現(xiàn)的標準差必然造成的誤差。如上文所描述，定量脈沖測量裝置通常使用失效時間校正方法以改進基于所測量脈沖的計數(shù)速率的定量測量的準確性。定量脈沖測量裝置部署于包含光子及粒子測量的眾多領(lǐng)域中。失效時間校正補償如下事實：歸因于物理限制，qpmd可不能夠在初始脈沖的處理期間處理后續(xù)脈沖。期間排除此處理的持續(xù)時間被稱為“失效時間”，這是因為系統(tǒng)在此時間周期期間實際上使額外事件“失效”。如圖1中所見，如果在失效時間間隔期間發(fā)生額外脈沖，則所述脈沖將與先前脈沖發(fā)生沖突(稱為“堆積”的事件)且所述脈沖將被錯過或不準確地測量。這表示如果已知真正計數(shù)速率(常常稱為輸入計數(shù)速率或icr)并將其相比于所測量計數(shù)速率(常常稱為輸出計數(shù)速率或ocr)，則所測量計數(shù)速率將通常小于真正計數(shù)速率，其中偏差隨著真正計數(shù)速率增加。這是因為如圖1中可見，在實際時間隨著計數(shù)速率增加從一個脈沖降低到下一脈沖時失效時間基本上保持恒定。失效時間校正用以從所測量計數(shù)速率提供真正物理計數(shù)速率的估計。在應(yīng)用于典型使用領(lǐng)域時，qpmd可用于測量來自核電站中的放射性材料的γ射線光子或β粒子的計數(shù)速率，或由電子顯微鏡中的樣本所發(fā)射的x射線光子的計數(shù)速率。在前一狀況中，事件的速率可相關(guān)于通常以sv測量的劑量率，必須監(jiān)視劑量率以確保人員不暴露于將危害其健康的輻射。此劑量率可形成用戶的永久性輻射暴露記錄的部分，且必須滿足要求失效時間校正的某些準確性標準。在后一狀況中，事件的速率被直接用作與樣本中存在的特定元素的定量成比例的測量值，必須準確地測量所述測量值以便正確地識別材料。在這兩種狀況下，輸入計數(shù)速率有可能改變達許多數(shù)量級，從而帶來顯著不同的失效時間校正量。在文獻中，存在許多通過使用高速時鐘計數(shù)“經(jīng)過的失效時間”(或其逆量“經(jīng)過的實時時間”)的量而具有變化的準確性程度的用于執(zhí)行失效時間校正的有理有據(jù)方案(例如，格迪克-黑爾及洛維氏(gedcke-haleandlowe's))，其中準確性受限于一個時鐘周期的持續(xù)時間。這些解決方案通常使用以10mhz操作且有時甚至以100mhz或更高操作的時鐘以便確保準確測量。然而，現(xiàn)代cmos邏輯的功率消耗很大程度上與其操作頻率成比例?？偣β蕄tot可測量為動態(tài)功率pd與靜態(tài)功率ps的總和。ps除操作溫度改變之外通常穩(wěn)定，而pd可從方程式pd＝k*v2*f獲得，其中v為操作電壓，f為切換頻率(“時鐘頻率”)且k為單位為法拉的裝置相依性常數(shù)。因此，可見從10mhz到100mhz的十倍時鐘頻率增加帶來十倍動態(tài)功率增加，且因此操作裝置中的動態(tài)功率通常比靜態(tài)功率大得多。本文中所描述的失效時間校正方法使得時鐘速率能夠降低到10khz或更小，從而實現(xiàn)多達1,000倍功率消耗節(jié)約。便攜式電池供電裝置越發(fā)需要進行低功率操作。然而，失效時間校正的標準解決方案并不功率有效。結(jié)果，存在用最小可能功率消耗達成失效時間校正的技術(shù)問題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知且在圖2中所說明的失效時間校正的簡單低功率實施方案為提供qpmd200，其包括測量事件220的傳感器設(shè)備210，所述傳感器設(shè)備耦合到將傳感器信號轉(zhuǎn)換成具有已知的每脈沖失效時間的脈沖的放大器230或類似信號處理電子元件，所述放大器耦合到在發(fā)生個別脈沖時遞增的脈沖計數(shù)器240，所述脈沖計數(shù)器耦合到失效時間校正系統(tǒng)250，其中計數(shù)器240及失效時間校正系統(tǒng)250兩者皆從以10khz或更小操作的極慢時鐘260操作，借此用極低功率消耗將失效時間校正輸出270組合提供到讀出模塊280。在此實施方案中，計數(shù)器240進行讀取及失效時間校正的頻率可慢達1hz，從而帶來極低功率消耗。然而，此時鐘260的固定頻率(其界定固定時基，例如1hz時鐘頻率下的1秒)引入額外技術(shù)問題。在大功率實施方案中，失效時間是用每一個別計數(shù)計算并累積。相反地，上文概述的簡單失效時間校正解決方案校正在由所述時基界定的間隔上測量的多個計數(shù)且要求選擇單一時基。換句話說，其校正所測量計數(shù)速率而非校正個別計數(shù)。結(jié)果，計數(shù)速率測量的統(tǒng)計準確性變得重要。對于時間上泊松分布式事件(適用于包含放射性衰變、量子再發(fā)射、量子穿隧、散彈噪聲等的大部分經(jīng)量化物理現(xiàn)象)，計數(shù)速率測量的準確性隨著計數(shù)數(shù)目增加而得到改良；此可由高計數(shù)速率或長時基達成。舉例來說，在1cps的計數(shù)速率下，在單一計數(shù)降為低于1％的測量誤差(100個計數(shù)中的1個計數(shù))之前需要100秒的周期或時基。在100,000cps的計數(shù)速率下，1ms的周期或時基對于同一1％測量誤差是足夠的。但因為較長時基帶來較大平均化，所以在較大平均值中會丟失速率的短期改變。失效時間校正的量值也隨著高計數(shù)速率增加，且要求在較高速率下以較高準確性測量計數(shù)速率。舉例來說，在10μs非可癱瘓失效時間情況下，失效時間校正在1cps下大約為0.001％且直到1,000cps保持低于1％，但在10,000cps下增加到10％且在100,000cps下增加到50％。存在計數(shù)速率可在低“背景”速率與高“所關(guān)注事件”速率之間快速改變的許多所關(guān)注脈沖測量值，如圖3中所說明，其中5ms的峰值1,600cps展示為在25cps的背景中在100ms的經(jīng)過時間處開始。由核醫(yī)學(xué)的輻射源突發(fā)發(fā)射的光子或來自掃描樣本的電子束的回散射電子強度可差不多瞬時發(fā)生若干數(shù)量級的速率改變。如果選擇長時基，則背景計數(shù)速率的統(tǒng)計將充分準確，但應(yīng)用于整個間隔的失效時間校正可錯過計數(shù)速率變化且因此進行粗略校正。相反地，如果選擇短時基，則可見計數(shù)速率變化，但每一間隔中的計數(shù)速率估計在背景速率(即，大部分時間)下變得高度不準確。在1秒時基情況下，在整個間隔中隨機散布的25個計數(shù)可被合理地估計為無需失效時間校正的25cps，然而在1ms時基情況下，甚至一個間隔內(nèi)的一對計數(shù)(將偶然仍以25,000次/天發(fā)生的不大可能事件)將被解譯為一毫秒2,000cps(錯誤地導(dǎo)致失效時間校正)。此情況提出如下額外技術(shù)問題：使時基保持足夠長以獲取充分統(tǒng)計，同時還能夠用準確失效時間校正測量高計數(shù)速率的短峰值。本文中所描述的方法解決針對計數(shù)速率變化較大的信號的低功率失效時間校正及校正準確性的組合技術(shù)問題。在一個實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)包含：具有可選讀出速率的第一脈沖計數(shù)器；可在與第一脈沖計數(shù)器的讀出速率不同的讀出速率下操作的第二脈沖計數(shù)器；與第二脈沖計數(shù)器通信的選擇模塊，其響應(yīng)于來自第二脈沖計數(shù)器的輸入而選擇第一脈沖計數(shù)器讀出速率；與選擇模塊通信的多路復(fù)用器(mux)，mux基于選定第一脈沖計數(shù)器讀出速率而從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇；及與mux通信的控制與讀出模塊，其將選定dtct應(yīng)用于來自第一脈沖計數(shù)器的未校正脈沖計數(shù)速率以輸出失效時間校正脈沖速率。系統(tǒng)可進一步包含存儲緊接之前脈沖計數(shù)器讀出(pcro)計數(shù)的第一pcro存儲寄存器，及與第一脈沖計數(shù)器及pcro存儲寄存器通信的減法器模塊，其從第一脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)。第二脈沖計數(shù)器可具有比除了第一脈沖計數(shù)器的最快可選讀出速率之外的所有讀出速率快的讀出速率。在圖4中所展示的另一實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)400包含：響應(yīng)于脈沖405而遞增的脈沖計數(shù)器410，脈沖計數(shù)器410具有可選脈沖計數(shù)器讀出速率；存儲緊接之前脈沖計數(shù)器讀出(pcro)計數(shù)的pcro存儲寄存器420；及也響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖峰值計數(shù)器430，脈沖峰值計數(shù)器430具有比除了最快可選脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快的脈沖峰值計數(shù)器讀出速率。系統(tǒng)400進一步包含：與脈沖計數(shù)器410及pcro存儲寄存器420電子通信的減法器模塊440，其從脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)；與脈沖峰值計數(shù)器430電子通信的選擇模塊460，其響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器430的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率；與減法器模塊440及選擇模塊460電子通信的多路復(fù)用器(mux)450，mux450從至少兩個失效時間校正變換(dtct)451、452……453當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定脈沖計數(shù)器讀出速率；及與mux450電子通信的控制與讀出模塊470，其接收通過將由mux450選定的dtct應(yīng)用于除以脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)獲得的經(jīng)校正脈沖速率以輸出失效時間校正脈沖速率。系統(tǒng)400可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖的事件傳感器(未示出)，事件傳感器具有已知的每事件失效時間。事件傳感器可進一步包含放大器及信號處理電子元件(未示出)。在一些實施例中，事件傳感器可包括半導(dǎo)體晶體。在其它實施例中，事件傳感器可包括閃爍晶體。在再其它實施例中，事件傳感器可包括光轉(zhuǎn)換裝置。在某些實施例中，可選脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)(包含1hz及1khz)，例如1.25hz、1.67hz、2hz、2.5hz、3hz、3.33hz、4hz、5hz、7.5hz、10hz、12.5hz、16.7hz、20hz、25hz、30hz、33.3hz、40hz、50hz、100hz、125hz、167hz、200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、750hz及800hz。脈沖峰值計數(shù)器讀出速率可在100hz與10khz之間的范圍內(nèi)(包含100hz及10khz)，例如200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、800hz、1khz、1.25khz、1.67khz、2khz、2.5khz、3khz、3.33khz、4khz、5khz、6khz、7.5khz及8khz。在一些實施例中，選擇模塊460可響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器430的輸入及來自控制與讀出模塊470的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率，例如用以在并未記錄計數(shù)的時間間隔(例如，30s)之后選擇最慢可選脈沖計數(shù)器讀出速率的來自控制與讀出模塊470的輸入。如上文所描述，這些脈沖405進入失效時間校正系統(tǒng)400且耦合到在發(fā)生個別脈沖后遞增的脈沖計數(shù)器410(且其無需經(jīng)周期性時控)，脈沖計數(shù)器410根據(jù)可選時基以低頻(通常1hz到1khz)進行讀出。脈沖另外耦合到較小計數(shù)器——脈沖峰值計數(shù)器430，所述脈沖峰值計數(shù)器在相同于脈沖計數(shù)器410的脈沖后遞增，但其始終以可轉(zhuǎn)換為比除了最快脈沖計數(shù)器可選時基之外的所有時基快的時基的頻率(通常100hz到10khz)進行讀出及清除。選擇模塊460產(chǎn)生快速時基及可選時基兩者，且耦合到脈沖峰值計數(shù)器430及其輸入確定可變時基并控制mux450的控制與讀出模塊470。pcro存儲寄存器420也是根據(jù)可選時基讀出，且脈沖計數(shù)器410及pcro存儲寄存器420兩者皆耦合到通過執(zhí)行減法(a-b)在由可選時基確定的間隔中產(chǎn)生未校正計數(shù)的減法器440。mux450作為輸入耦合到減法器440，且使用來自選擇模塊460的控制信號選擇哪一dtct451、452……453接收其輸出。選定dtct用于參考未校正計數(shù)及可選時基補償失效時間，從而產(chǎn)生失效時間校正輸出脈沖速率。此輸出耦合到控制與讀出模塊470，其組合失效時間校正讀數(shù)用于專用用途，例如將輸入計數(shù)速率轉(zhuǎn)換成用于電子劑量計的吸收劑量單位(例如，sv)或轉(zhuǎn)換成用于電子顯微鏡中的樣本分析的每像素總計數(shù)單位。dtct將所測量輸出計數(shù)速率(ocr)變換成輸入計數(shù)速率(icr)的估計?？赡躣tct包含：將ocr變換成icr的連續(xù)方程式，例如非可癱瘓失效時間方程式icr＝ocr/(1+τ*ocr)；將ocr變換成icr的查找表(lut)，表項之間具有內(nèi)插，如表1中所展示。表1。示范性查找表(lut)ocricr0010001010600063821500017647220002820533000492534700088679替代地，lut可為每一ocr(1、2、3……n)提供值kn，使得icr＝kn*ocr，其中表項之間內(nèi)插有kn值，或lut可窮盡性地列舉可能ocr測量值及每一ocr的對應(yīng)icr的完整集合，例如可針對從0到99,000cps的速率窮盡性地列舉的計數(shù)/msocr的圖表，因而圖表將具有僅99項，且可用于補償憑經(jīng)驗測量的無法容易地以閉型表示的半可癱瘓失效時間。選擇模塊460(圖5中較詳細展示)包括耦合到比較塊520的可編程閾值510(例如，5個計數(shù))，當(dāng)脈沖峰值計數(shù)器(圖4中展示為430)在快速間隔(通常1ms或更小)中的一者內(nèi)達到閾值時，所述比較塊產(chǎn)生“檢測到峰值”信號。選擇模塊460另外包括間隔定時器530及dtct選擇寄存器540，其兩者皆可由檢測到峰值信號改變且其兩者皆可由來自控制與讀出模塊470的“重置間隔”信號改變。最后，間隔定時器530通常以1hz與1khz之間的范圍內(nèi)的頻率(包含1hz及1khz)將周期性“讀取計數(shù)器”信號提供到控制與讀出模塊470，所述頻率例如1.25hz、1.67hz、2hz、2.5hz、3hz、3.33hz、4hz、5hz、7.5hz、10hz、12.5hz、16.7hz、20hz、25hz、30hz、33.3hz、40hz、50hz、100hz、125hz、167hz、200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、750hz及800hz。此信號接著對控制與讀出模塊應(yīng)多頻繁接收失效時間校正值進行控制。在物理實施方案中，存在分割上文所描述功能塊的不同方式。在一些實施例中，脈沖計數(shù)器410、脈沖峰值計數(shù)器430及選擇模塊460可實施于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)中。在某些實施例中，pcro存儲寄存器420、減法器模塊440、mux450、dtct451、452……453及控制與讀出模塊470可實施于通用微控制器單元(mcu)中。在一些實施例中，實施于fpga中的前述元件可與實施于mcu中的前述元件組合。在某些實施例中，脈沖計數(shù)器410、脈沖峰值計數(shù)器430及選擇模塊460可實施于專用集成電路(asic)中。在一些實施例中，所有元件可實施于fpga中。在其它實施例中，所有元件可實施于mcu中。在圖6中所展示的另一實施例中，管線式方法使得dtct能夠應(yīng)用于高計數(shù)速率數(shù)據(jù)的第一個例。在此實施例中，用于脈沖速率測量裝置的失效時間校正系統(tǒng)600包含：響應(yīng)于脈沖605而遞增的當(dāng)前脈沖計數(shù)器610；與當(dāng)前脈沖計數(shù)器610電子通信的延遲脈沖計數(shù)器630，延遲脈沖計數(shù)器630從當(dāng)前脈沖計數(shù)器610捕獲在當(dāng)前脈沖計數(shù)器讀出速率下延遲達單一時鐘周期的緊接先前讀出，所述當(dāng)前脈沖計數(shù)器讀出速率比除了最快可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快。系統(tǒng)600進一步包含與延遲脈沖計數(shù)器630電子通信的脈沖計數(shù)器讀出(pcro)存儲寄存器620，其在可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率下存儲延遲脈沖計數(shù)器讀出。系統(tǒng)600還包含：與當(dāng)前脈沖計數(shù)器610及延遲脈沖計數(shù)器630電子通信的第一減法器模塊640，其輸出由當(dāng)前脈沖計數(shù)器610與延遲脈沖計數(shù)器630記錄的計數(shù)之間的差；與第一減法器模塊640電子通信的選擇模塊660，其基于所述差選擇新延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；與延遲脈沖計數(shù)器630及pcro存儲寄存器620電子通信的第二減法器模塊645，其從延遲脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前pcro存儲寄存器計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)；與延遲脈沖計數(shù)器630及選擇模塊660電子通信的多路復(fù)用器(mux)650，mux650從至少兩個失效時間校正變換(dtct)651、652……653當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；及與mux650電子通信的控制與讀出模塊670，其將由mux650選定的dtct應(yīng)用于除以選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以輸出失效時間校正脈沖速率。系統(tǒng)600可進一步包含響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖的事件傳感器(未示出)，事件傳感器具有已知的每事件失效時間。事件傳感器可進一步包含放大器及信號處理電子元件(未示出)。在一些實施例中，事件傳感器可包括半導(dǎo)體晶體。在其它實施例中，事件傳感器可包括閃爍晶體。在再其它實施例中，事件傳感器可包括光轉(zhuǎn)換裝置。在某些實施例中，可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)(包含1hz及1khz)，例如1.25hz、1.67hz、2hz、2.5hz、3hz、3.33hz、4hz、5hz、7.5hz、10hz、12.5hz、16.7hz、20hz、25hz、30hz、33.3hz、40hz、50hz、100hz、125hz、167hz、200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、750hz及800hz。當(dāng)前脈沖計數(shù)器610的時鐘周期可在100hz與10khz的范圍內(nèi)(包含100hz及10khz)，例如200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、800hz、1khz、1.25khz、1.67khz、2khz、2.5khz、3khz、3.33khz、4khz、5khz、6khz、7.5khz及8khz。在一些實施例中，選擇模塊660可響應(yīng)于來自第一減法器模塊640的輸入及來自控制與讀出模塊670的輸入而選擇延遲脈沖計數(shù)器讀出速率，例如用以在并未記錄計數(shù)的時間間隔(例如，30s)之后選擇最慢可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率的來自控制與讀出模塊670的輸入。在圖6中所展示的實施例中，脈沖輸入605耦合到當(dāng)前脈沖計數(shù)器610，所述計數(shù)器的讀出在快速時基下發(fā)生于延遲脈沖計數(shù)器630及第一減法器640兩者中。同樣地，延遲脈沖計數(shù)器630也被讀取到第一減法器640中，所述減法器計算這兩個值的差(a-b)，其計數(shù)輸出接著耦合到選擇模塊660。另外，在可選時基下讀出的延遲事件計數(shù)器耦合到pcro存儲寄存器620，所述寄存器又在可選時基下讀出并耦合到第二減法器645。第二減法器645接著通過執(zhí)行減法(b-c)計算由可選時基確定的間隔中的未校正計數(shù)。從這點來說，數(shù)據(jù)耦合通過mux650、選定dtct651、652……653并耦合到控制與讀出模塊670，其接收通過將由mux650選定的dtct應(yīng)用于除以可選時基的未校正脈沖計數(shù)所獲得的校正脈沖速率以輸出失效時間校正脈沖速率。由延遲脈沖計數(shù)器630根據(jù)快速時基引入的單一周期延遲通常為10ms或更小，這表示從人類反應(yīng)時間的角度來說系統(tǒng)600的實時回應(yīng)并未受損。然而，在此狀況下，已知延遲脈沖計數(shù)器630中的略微早期計數(shù)數(shù)據(jù)先于計數(shù)速率增加，且因此選擇模塊660中的改變是在處理所述間隔的數(shù)據(jù)之前得到應(yīng)用且因此使得選定失效時間校正能夠立即起作用。因此，此方法適用于必須檢測到極快轉(zhuǎn)變并進行失效時間校正的系統(tǒng)。在物理實施方案中，存在分割上文所描述功能塊的不同方式。在一些實施例中，當(dāng)前脈沖計數(shù)器610、延遲脈沖計數(shù)器630、第一減法器模塊640及選擇模塊660可實施于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)中。在其它實施例中，pcro存儲寄存器620、第二減法器模塊645、mux650、dtct651、652……653及控制與讀出模塊670可實施于通用微控制器單元(mcu)中。在再其它實施例中，實施于fpga中的前述元件可與實施于mcu中的前述元件組合。在某些實施例中，當(dāng)前脈沖計數(shù)器610、延遲脈沖計數(shù)器630、第一減法器模塊640及選擇模塊660可實施于專用集成電路(asic)中。在一些實施例中，所有元件可實施于fpga中。在其它實施例中，所有元件可實施于mcu中。在圖7a及7b中所展示的另一實施例中，電子劑量計700包含與信號處理電路電子通信的多個pin二極管輻射檢測器705，其響應(yīng)于輻射檢測事件而產(chǎn)生脈沖，輻射檢測器705及信號處理電路具有已知的每輻射檢測事件組合失效時間。電子劑量計700包含如上文所描述的失效時間校正系統(tǒng)710，其具有實施于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)720中的元件及實施于通用微控制器單元(mcu)730中的元件。在又一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法包含：在不同讀出速率下操作至少一第一及第二脈沖計數(shù)器；響應(yīng)于來自第二脈沖計數(shù)器的輸入而選擇第一脈沖計數(shù)器的讀出速率；基于選定第一脈沖計數(shù)器讀出速率而從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇；及將選定dtct應(yīng)用于來自第一脈沖計數(shù)器的未校正脈沖計數(shù)速率以輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可包含存儲來自第一脈沖計數(shù)器的緊接之前讀出計數(shù)，及從第一脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)以輸出未校正脈沖計數(shù)。第二脈沖計數(shù)器可具有比除了第一脈沖計數(shù)器的最快可選讀出速率之外的所有讀出速率快的讀出速率。在圖8中所展示的再一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法800包含：在步驟810處選擇用于響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖計數(shù)器的脈沖計數(shù)器讀出速率；在步驟820處存儲來自脈沖計數(shù)器的緊接之前讀出計數(shù)；在步驟830處提供也響應(yīng)于脈沖而遞增的脈沖峰值計數(shù)器，脈沖峰值計數(shù)器具有比除了最快可選脈沖計數(shù)器讀出速率之外的所有讀出速率快的脈沖峰值計數(shù)器讀出速率；及在步驟840處從脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)減去之前脈沖計數(shù)器讀出計數(shù)以在步驟845處輸出未校正脈沖計數(shù)。所述方法進一步包含：在步驟850處響應(yīng)于來自脈沖峰值計數(shù)器的輸入而選擇脈沖計數(shù)器讀出速率；在步驟860處從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定脈沖計數(shù)器讀出速率；及在步驟870處將dtct應(yīng)用于除以脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以在步驟880處輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可進一步包含在步驟885處響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖。可選脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz之間的范圍內(nèi)(包含1hz及1khz)，例如1.25hz、1.67hz、2hz、2.5hz、3hz、3.33hz、4hz、5hz、7.5hz、10hz、12.5hz、16.7hz、20hz、25hz、30hz、33.3hz、40hz、50hz、100hz、125hz、167hz、200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、750hz及800hz。脈沖峰值計數(shù)器讀出速率可在100hz與10khz的范圍內(nèi)(包含100hz及10khz)，例如200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、800hz、1khz、1.25khz、1.67khz、2khz、2.5khz、3khz、3.33khz、4khz、5khz、6khz、7.5khz及8khz。在圖9中所展示的又一實施例中，校正脈沖速率測量裝置的失效時間的方法900包含：在步驟910處提供響應(yīng)于脈沖而遞增的當(dāng)前脈沖計數(shù)器；在步驟920處在與當(dāng)前脈沖計數(shù)器電子通信的延遲脈沖計數(shù)器中從當(dāng)前脈沖計數(shù)器接收延遲達當(dāng)前脈沖計數(shù)器的單一時鐘周期的讀出；在步驟930處在可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率下將來自延遲脈沖計數(shù)器的讀出接收到脈沖計數(shù)器讀出(pcro)存儲寄存器中；及在步驟940處獲得由當(dāng)前脈沖計數(shù)器與延遲脈沖計數(shù)器記錄的計數(shù)之間的差。所述方法進一步包含：在步驟950處基于所述差選擇新延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；在步驟960處獲得由pcro存儲寄存器及延遲脈沖計數(shù)器記錄的計數(shù)之間的差以在步驟965處輸出未校正脈沖計數(shù)；在步驟970處從至少兩個失效時間校正變換(dtct)當(dāng)中進行選擇，dtct對應(yīng)于選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率；及在步驟980處將dtct應(yīng)用于除以選定延遲脈沖計數(shù)器讀出速率的未校正脈沖計數(shù)以在步驟985處輸出失效時間校正脈沖速率。所述方法可進一步包含在步驟990處響應(yīng)于事件而產(chǎn)生脈沖。可選延遲脈沖計數(shù)器讀出速率可在1hz與1khz的范圍內(nèi)(包含1hz及1khz)，例如1.25hz、1.67hz、2hz、2.5hz、3hz、3.33hz、4hz、5hz、7.5hz、10hz、12.5hz、16.7hz、20hz、25hz、30hz、33.3hz、40hz、50hz、100hz、125hz、167hz、200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、750hz及800hz。當(dāng)前脈沖計數(shù)器的時鐘周期可在100hz與10khz的范圍內(nèi)(包含100hz及10khz)，例如200hz、250hz、300hz、333hz、400hz、500hz、600hz、800hz、1khz、1.25khz、1.67khz、2khz、2.5khz、3khz、3.33khz、4khz、5khz、6khz、7.5khz及8khz。雖然已通過描述示范性實施例說明本發(fā)明且雖然已相當(dāng)詳細地描述這些實施例，但本申請人并不意圖將所附權(quán)利要求書的范圍約束或以任何方式限制為此類細節(jié)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地看出額外優(yōu)勢及修改。因此，本發(fā)明在其較寬方面并不限于所展示且描述的具體細節(jié)、代表性裝置及方法及說明性實例。因此，可在不脫離申請人的一般發(fā)明概念的精神或范圍的情況下對此類細節(jié)進行變更。當(dāng)前第1頁12