Дискриминатор постоянной дроби

Дискриминатор постоянной дроби ( CFD ) — это электронное устройство обработки сигналов, предназначенное для имитации математической операции поиска максимума импульса путем нахождения нуля его крутизны . Некоторые сигналы не имеют резкого максимума, но имеют короткое время нарастания. $t_{r}$ .

Типичными входными сигналами для CFD являются импульсы от пластиковых сцинтилляционных счетчиков , например тех, которые используются для измерения времени жизни в по аннигиляции позитронов экспериментах . Импульсы сцинтиллятора имеют одинаковое время нарастания, которое намного превышает желаемое временное разрешение. Это запрещает простой пороговый запуск, который вызывает зависимость времени запуска от высоты пика сигнала, эффект, называемый временным обходом (см. диаграмму). Идентичные времена нарастания и формы пиков позволяют осуществлять запуск не по фиксированному порогу, а по постоянной части общей высоты пика, обеспечивая время запуска, независимое от высоты пика.

С другой точки зрения

Преобразователь времени в цифру присваивает временные метки. Преобразователю времени в цифру необходимы быстрые нарастающие фронты с нормированной высотой. Пластиковый сцинтилляционный счетчик обеспечивает быстрый нарастающий фронт сигнала различной высоты. Теоретически сигнал можно разделить на две части. Одна часть будет задержана, а другая отфильтрована низкими частотами, инвертирована и затем использована в усилителе с переменным коэффициентом усиления для усиления исходного сигнала до желаемой высоты. На практике трудно добиться высокого динамического диапазона для усилителя с переменным коэффициентом усиления, а у аналоговых компьютеров возникают проблемы с обратным значением.

Принцип работы

Входящий сигнал разделяется на три компонента. Один компонент задерживается на время $t_{d}$ , с $0\ll t_{d}\leq t_{r}$ – его можно умножить на небольшой коэффициент, чтобы подчеркнуть передний фронт импульса – и подключить к неинвертирующему входу компаратора . Один компонент подключен к инвертирующему входу этого компаратора. Один компонент подключен к неинвертирующему входу другого компаратора. Пороговое значение подключается к инвертирующему входу другого компаратора. Выходной сигнал обоих компараторов подается через И. логический элемент Дискриминатор без этой постоянной дроби был бы просто компаратором.

Поэтому слово дискриминатор используется для чего-то другого. (а именно для FM- демодулятора ).

Часто логические уровни смещаются от -15 В < низкий < 0 < высокий < 15 В, обеспечиваемый компаратором, до 0 В < низкий < 1,5 В < высокий < 3,3 В, необходимый для логики КМОП.

Приложения

Если дискриминатор запускает сэмплер со следующим компаратором, это называется одноканальным анализатором (SCA). Если используется аналого-цифровой преобразователь , он называется многоканальным анализатором (MCA).

[1]

Ссылки

Бьюзеком, М. (2006). «Идентификация быстрых адронов с помощью кремниевых детекторов», Приложение А , Диссертация факультета математики и естественных наук Гронингенского университета.