Дискриминаторы сигналов

Содержание

Слайд 2

Назначение дискриминаторов

Дискриминаторы

Аналоговые импульсные сигналы несут информацию, заключенную амплитуде, времени и форме сигнала.
Дискретные

Назначение дискриминаторов Дискриминаторы Аналоговые импульсные сигналы несут информацию, заключенную амплитуде, времени и
сигналы содержат всего несколько дискретных уровней (обычно 2) и несут информацию, заключенную во времени сигнала и его наличии как такового.
Обработка логических сигналов проще обработки аналоговых сигналов.
Дискриминатор – электронное устройство, формирующие (обычно логический) сигнал в зависимости от контролируемого параметра входного аналогового сигнала.

Дискриминаторы

Фазовый дискриминатор

Амплитудный дискриминатор

Временной дискриминатор

Частотный дискриминатор

Используются в электронике регистрации элементарных частиц

Слайд 3

Пример использования амплитудного дискриминатора

Дискриминаторы

Пред-услитель (ЗЧУ)

Быстрый
Усилитель - формирователь

Медленный
Усилитель - формирователь

АЦП

Сцинтиллятор + фотодиод

Строб

триггерный

Пример использования амплитудного дискриминатора Дискриминаторы Пред-услитель (ЗЧУ) Быстрый Усилитель - формирователь Медленный
канал

метрологический канал

ССД

Сигнал запуска АЦП (строб) формируется в случае превышения входным сигналом заданного порога с помощью амплитудного дискриминатора

Слайд 4

Простейший амплитудный дискриминатор

Дискриминаторы

Простейший амплитудный дискриминатор

 

Простейший амплитудный дискриминатор Дискриминаторы Простейший амплитудный дискриминатор

Слайд 5

Триггер Шмитта (1)

Дискриминаторы

 

 

 

 

 

 

 

Амплитудный дискриминатор с триггером Шмитта

При превышении входным сигналом потенциала на

Триггер Шмитта (1) Дискриминаторы Амплитудный дискриминатор с триггером Шмитта При превышении входным
положительном полюсе ОУ происходит уменьшение уровня на положительном полюсе, что предотвращает обратное переключение при незначительном уменьшении входного сигнала
Аналогичная ситуация при обратном пересечении уменьшенного уровня.

Слайд 6

Триггер Шмитта (2)

Дискриминаторы

 

 

 

 

 

 

 

Триггер Шмитта с добавленной ёмкостью

Классическая версия триггера Шмитта хорошо

Триггер Шмитта (2) Дискриминаторы Триггер Шмитта с добавленной ёмкостью Классическая версия триггера
работает с логическими сигналами,…

 

Слайд 7

Дифференциальный дискриминатор – амплитудный анализатор

Дискриминаторы

 

 

 

&

 

 

 

 

Дифференциальный дискриминатор – амплитудный анализатор Дискриминаторы &

Слайд 8

Временные измерения. Примеры использования временных дискриминаторов

Дискриминаторы

Д1

Д2

Форм. 1

Форм. 2

ЛЗ

T?Ц

ССД

Точность определения координаты зарегистрированной

Временные измерения. Примеры использования временных дискриминаторов Дискриминаторы Д1 Д2 Форм. 1 Форм.
частицы напрямую зависит от точности временной привязки сформированных логических сигналов к аналоговым сигналам от детекторов Д1 и Д2

Старт

Стоп

0

T

ЗЧУ

Сц фотодиод

УФ

АЦП

ССД

ФЭУ

ФЭУ

Схема совпадений

Сигнал запуска Цифро-аналогового преобразования формируется при наличии сигналов одновременно с двух ФЭУ

Запуск

e

Слайд 9

Дискриминаторы

Дискриминаторы

Слайд 10

Точность временной привязки

Дискриминаторы

Факторы ограничивающие точность временной привязки:
Изменение формы и амплитуды аналогового сигнала

Точность временной привязки Дискриминаторы Факторы ограничивающие точность временной привязки: Изменение формы и
– «гуляние»
Долговременный сдвиг из-за старения элементов и изменения температуры – Дрейф
Неопределённость формирования логического сигнала из-за наличия шума в системе и статистических флуктуаций входного сигнала – Джиттер
Для систем сцинтиллятор-ФЭУ:
Вероятностный процесс генерирования фотонов в сцинтилляторе
Разброс времени пролёта фотонов в сцинтилляторе
Разброс времени пролёта электронов в ФЭУ
Разброс коэффициента усиления ФЭУ
A,D ? флуктуация амплитуды,
A,B,C ? флуктуация формы сигнала

Слайд 11

Привязка к переднему фронту сигнала

Дискриминаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

Привязка к переднему фронту сигнала Дискриминаторы

Слайд 12

Вклад шума в неоднозначность временной привязки

Дискриминаторы

 

 

 

В общем случае сигнал с большей крутизной

Вклад шума в неоднозначность временной привязки Дискриминаторы В общем случае сигнал с
в области порога имеет меньший временной джиттер.

Слайд 13

Привязка к постоянной доле сигнала

Дискриминаторы

 

Σ

Дет «0»

Разр.

Вход

Порог
разр.

Форм.

Выход

 

 

В дискриминаторах с привязкой к постоянной доле

Привязка к постоянной доле сигнала Дискриминаторы Σ Дет «0» Разр. Вход Порог
сигнала (CF – constant fraction) минимизируется «гуляние» из-за изменения амплитуды и скорости нарастания входного сигнала.
Для сигнала с определённой формой подбираются доля сигнала и задержка.

CF

ARC

TCF

True constant fraction

Amplitude & rise time compensated

ОВ

Одновибратор

Слайд 14

Дискриминаторы

Привязка к постоянной доле сигнала - TCF

Входной сигнал

Инв. ослабл. сигнал

Задержанный
сигнал

Сигнал на

Дискриминаторы Привязка к постоянной доле сигнала - TCF Входной сигнал Инв. ослабл.
входе дет. «0»

Момент пересеч «0»

 

0

 

 

 

 

 

Слайд 15

Дискриминаторы

Привязка к постоянной доле сигнала - ARC

Входной сигнал

0

 

 

 

 

 

Дискриминаторы Привязка к постоянной доле сигнала - ARC Входной сигнал 0

Слайд 16

Точность привязки TCF vs ARC

Дискриминаторы

 

 

 

 

Точность привязки TCF vs ARC Дискриминаторы