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Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus
Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung
Elektrotechnik und Informationstechnik, 2004-02-09
BetreuerIn: Prof. Bedrich J. Hosticka ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik
GutachterIn: Prof. Bedrich J. Hosticka ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Walter Geisselhardt ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik
Schlüsselwörter in Deutsch: Abtastung Quantisierung
Architektur MASH-Modulator Offsetkompensation Schalter-Kondensator
Sinc-Filter FIR-Filter Übertragungsfunktion
Schlüsselwörter in Englisch: sampling quantization architecture
MASH-modulator offset-compensation switched-capacitor sinc-filter
FIR-filter transfer-function
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Abstrakt in Deutsch
Im Bereich der radiologischen Diagnostik, speziell für die
computergestützte Tomographie wird eine große Anzahl von
Photodetektorelementen (sog. Pixel) zum Aufbau eines Flächendetektors
für Röntgenstrahlung benötigt. Diese Pixel sollten eine möglichst hohe
Empfindlichkeit aufweisen, einen möglichst großen Dynamikbereich
abdecken und über ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis verfügen. Ferner
ist eine direkte Digitalisierung der Signale im Pixel wünschenswert. Um
diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden digitale CMOS-Pixel, die
einen speziellen Photodioden-Typ und einen einschleifigen
Sigma-Delta-Modulator enthalten, entwickelt, theoretisch analysiert,
gefertigt und charakterisiert. Der Aufbau erfolgte als Matrix,
bestehend aus 4x4 digitalen CMOS-Pixeln mit einer Fläche von je 1mm².
Zur Signalverarbeitung wird das Konzept eines
Mehrkanal-Dezimationsfilters vorgestellt.
Abstrakt in Englisch
In the field of radiological diagnostics, especially for the computed
tomography a large number of photodetector elements (so called Pixels)
is needed to assemble a large-area X-Ray-sensitive detector. These
pixels should provide very high sensitivity, a very large dynamic range
and a high signal-to-noise-ratio. Moreover, an in-pixel digitization of
the signals is desired. To meet these specifications, a digital
CMOS-Pixel comprising a special type of photodiode and a single-loop
sigma-delta-modulator was developed, theoretically analyzed, fabricated
and characterized. A matrix of 4x4 digital CMOS-pixels with each of
them consuming an area of 1mm² has been fabricated. For further signal
processing the concept of a multichannel decimation filter is
presented.
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