Konstant bråkdiskriminator

Jämförelse av triggning av tröskelvärden (vänster) och triggning av konstant bråkdel (höger)

En konstant fraktionsdiskriminator ( CFD ) är en elektronisk signalbehandlingsenhet, designad för att efterlikna den matematiska operationen att hitta ett maximum av en puls genom att hitta nollpunkten för dess lutning . Vissa signaler har inget skarpt maximum, men korta stigtider $t_{r}$ .

Typiska insignaler för CFD:er är pulser från plastscintillationsräknare, såsom de som används för livstidsmätning i experiment med positronförintelse . Scintillatorpulserna har identiska stigtider som är mycket längre än den önskade tidsupplösningen. Detta förbjuder enkel tröskeltriggning, som orsakar ett beroende av triggningstiden på signalens topphöjd, en effekt som kallas time walk (se diagram). Identiska stigtider och toppformer tillåter triggning inte på ett fast tröskelvärde utan på en konstant bråkdel av den totala topphöjden, vilket ger triggertider oberoende av topphöjder.

Ur en annan synvinkel

En tid-till-digital-omvandlare tilldelar tidsstämplar. Tid -till-digital-omvandlaren behöver snabbt stigande kanter med normerad höjd. Plastscintillationsräknaren ger snabbt stigande kant med varierande höjder . Teoretiskt kan signalen delas upp i två delar. En del skulle fördröjas och den andra lågpassfiltreras, inverteras och sedan användas i en förstärkare med variabel förstärkning för att förstärka den ursprungliga signalen till önskad höjd. Praktiskt taget är det svårt att uppnå ett högt dynamiskt område för förstärkaren med variabel förstärkning, och analoga datorer har problem med det omvända värdet.

Funktionsprincip

Den inkommande signalen delas upp i tre komponenter. En komponent är fördröjd med en tid $t_{d}$ , med $0\ll t_{d}\leq t_{r}$ – den kan multipliceras med en liten faktor för att lägga betoning på pulsens framkant – och kopplad till den icke-inverterande ingången på en komparator . En komponent är ansluten till den inverterande ingången på denna komparator. En komponent är ansluten till den icke-inverterande ingången på en annan komparator. Ett tröskelvärde är kopplat till den andra komparatorns inverterande ingång. Utsignalen från båda komparatorerna matas genom en OCH-grind . En diskriminator utan den konstanta bråkdelen skulle bara vara en komparator.

används ordet diskriminator för något annat (nämligen för en FM- demodulator ).

Ofta skiftas logiknivåerna från -15 V < låg < 0 < hög < 15 V levererad av komparatorn till 0 V < låg < 1,5 V < hög < 3,3 V som behövs av CMOS-logik .

Ansökningar

Om diskriminatorn triggar en provtagare med en efterföljande komparator kallas detta en enkanalsanalysator (SCA). Om en analog-till-digital-omvandlare används kallas detta en multikanalanalysator (MCA).

[1]

• Beuzekom, M. (2006). "Identifiera snabba hadroner med kiseldetektorer", Appendix A , University of Groningen Faculty of Mathematics and Natural Sciences Dissertation