Wydział Fizyki I Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza


Ekstrakcja informacji o czasie zdarzenia – metody i układy



Pobieranie 12.62 Mb.
Strona48/94
Data27.10.2017
Rozmiar12.62 Mb.
1   ...   44   45   46   47   48   49   50   51   ...   94

Ekstrakcja informacji o czasie zdarzenia – metody i układy

Dla instrumentalnego wykrycia pojawienia się impulsu stosowane są z reguły dyskry-minatory progowe względnie komparatory. Zależnie od przyjętej metody pomiaru są one wykorzystywane bądź w wersji konwencjonalnej z poziomem odniesienia różnym od zera, bądź też jako detektory przejścia przez zero (zero crossing detector). W każdym przypadku generowany impuls logiczny jest opóźniony względem początku impulsu informacyjnego, a jego współrzędna czasowa dla odróżnienia od czasu zdarzenia zwana jest potocznie czasem aparaturowym (ang. machine time). W pomiarach jednodetektorowych opóźnienie to nie miało by istotnego znaczenia pod warunkiem zachowania stałej wartości, niezależnie od zmian parametrów deskryptywnych impulsów informacyjnych. Odnosząc tę uwagę do rzeczywistych warunków pomiaru można mówić tylko o wrażliwości względnie niewraż-liwości ekstraktorów informacji czasowej na efekty decydujące o wartości (tAPAR) i stopniu nieoznaczoności (T) współrzędnej czasu aparaturowego. W szczególności, obok niestabil-ności długoterminowej progu porównania (VPROG), decydujące znaczenie mają dwa, charak-terystyczne dla rozważanych układów zjawiska: efekt wędrowania (ang. walk effect) oraz efekt drżenia (ang. jitter).


Pierwszy z wymienionych objawia się zależnością momentu generacji impulsu logicz-nego (tAPAR) od amplitudy i czasu narastania impulsu informacyjnego, drugi natomiast spowodowany jest jego fluktuacjami statystycznymi oraz globalnymi szumami wejścio-wymi. Mechanizm powyższych efektów zostanie wyjaśniony w trakcie omawiania metod ekstrakcji informacji czasowej.
Zaliczają się do nich [188]:

1. Metoda dyskryminacji na czole impulsu (ang. leading edge - LE)

2. Metody stałofrakcyjne (ang. constant fraction - CF)

3. Metoda konwencjonalnego przejścia przez zero (ang. conventional crossover)

4. Metoda szybkiego przejścia przez zero (ang. fast crossover)

5. Metoda dyskryminacji stałofrakcyjnej na tylnej krawędzi impulsu (ang. trailing-edge


constant fraction).

3.3.1.1. Metoda dyskryminacji na czole impulsu

Metoda ta do ekstrakcji informacji czasowej wykorzystuje typowy układ regenera-cyjnego dyskryminatora amplitudy. Nośnikiem informacji o czasie aparaturowym jest krawędź czołowa jego odpowiedzi na sygnał wejściowy pojawiająca się z chwilą prze-kroczenia ściśle określonego poziomu progowego VPROG. Na opóźnienie tAPAR względem początku (t0) impulsu wejściowego składają się dwa interwały: czas niezbędny dla osiąg-nięcia poziomu progowego przez impuls wejściowy oraz czas wymagany dla wzbudzenia procesu regeneracyjnego. Ten drugi związany jest z przekazem do dyskryminatora pewne-go, określonego jego czułością ładunkową, ładunku Q. Obydwie składowe opóźnienia za-leżą od stromości (szybkości narastania) czoła impulsu informacyjnego. W konsekwencji
w przypadku ciągu impulsów o stałej wartości czasu narastania za efekt opóźnienia w efek-cie wędrowania odpowiedzialne będzie zróżnicowanie ich amplitud. Analogicznie, w przy-padku ciągu impulsów monoamplitudowych opóźnienie to zależeć będzie od indywidu-alnych czasów narastania. Przypadki te zilustrowano odpowiednio na rysunkach 117 i 118.
Powierzchnie zacienionych trójkątów (AQ) na obu diagramach są proporcjonalne do ładunku Q warunkującego wzbudzenie procesu regeneracyjnego w dyskryminatorze [189]. Przy założeniu liniowego przebiegu czoła impulsu informacyjnego w okolicy przekroczenia

progu dyskryminacji (tPROG), dodatkowe opóźnienie T związane ze skończoną czułością ładunkową dyskryminatora wyrazi się związkiem



(178)



Rozszerzając postawione założenie na cały podprogowy fragment czoła impulsu wejś-ciowego można napisać analogiczną formułę opisującą dominującą składową opóźnienia tPROG uzależnioną od poziomu progowego.



(179)

Zauważmy, że wpływ sygnału wejściowego na efekt wędrowania wyraża się poprzez jego parametry deskryptywne, w istocie swej deterministyczne. Taki też charakter ma


w konsekwencji rezultat ich oddziaływania. Inna jest natura czynników odpowiedzialnych za efekt drżenia. Należą do nich w szczególności szumy (zarówno detektora jak i stowa-rzyszonej elektroniki) oraz fluktuacje procesu generacji sygnału w detektorze, a więc zja-wiska stochastyczne. Nakładając się na sygnał informacyjny powodują jego charak-terystyczne „rozmycie” stanowiące o nieoznaczoności jego parametrów deskryptywnych. Na rysunku 119 przedstawiono poglądowo wpływ szumowej składowej efektu drżenia. Linia ciągła, reprezentująca czoło „odszumionego” impulsu informacyjnego, zawarta jest
w jego obwiedni szumowej o wartości skutecznej (dyspersji) V.

Przyjmując nadal liniowy przebieg czoła impulsu Vi (t) w pobliżu poziomu progo-wego, na gruncie widocznych na rysunku proporcji można napisać formułę określającą, spowodowaną szumami, nieoznaczoność czasu aparaturowego. W terminach procesów statystycznych wyraża ją średnie odchylenie standardowe  t .


(180)
Szumy stanowią dominujące źródło efektu drżenia w detektorach półprzewodni-kowych [190], nie odgrywają natomiast istotnej roli w detektorach scyntylacyjnych. W tym drugim przypadku efekt drżenia uwarunkowany jest zasadniczo relatywnie słabą statystyką emisji i zbierania fotoelektronów. Objawia się on fluktuacjami kształtu impulsu wyjś-ciowego fotopowielacza [191], których skutek przedstawiono poglądowo na rysunku 120. Liniami przerywanymi wykreślono na nim przebiegi ograniczające obszar, w którym odchylenia wartości chwilowych impulsów od wykreślonego linią ciągłą, centralnego przebiegu średniego mieszczą się w przedziale  S (t) . Ukazana tutaj zależność S (t) jest w istocie uwikłaną funkcją czasu poprzez zależność od chwilowej wartości impulsu świetl-nego scyntylatora i związanej z nią zmiennością statystyki fotoelektronów. Nieoznaczoność czasu aparaturowego uwarunkowaną fluktuacjami kształtu łatwo wyznaczyć w identycznej jak poprzednio procedurze. Opisuje ją zależność

(181)





Pobieranie 12.62 Mb.

Share with your friends:
1   ...   44   45   46   47   48   49   50   51   ...   94




©operacji.org 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna
warunków zamówienia
istotnych warunków
przedmiotu zamówienia
wyboru operacji
Specyfikacja istotnych
produktu leczniczego
oceny operacji
rozwoju lokalnego
strategii rozwoju
kierowanego przez
specyfikacja istotnych
Nazwa przedmiotu
Karta oceny
ramach działania
przez społeczno
obszary wiejskie
dofinansowanie projektu
lokalnego kierowanego
Europa inwestująca
Regulamin organizacyjny
przetargu nieograniczonego
kryteria wyboru
Kryteria wyboru
Lokalne kryteria
Zapytanie ofertowe
Informacja prasowa
nazwa produktu
Program nauczania
Instrukcja obsługi
zamówienia publicznego
Komunikat prasowy
programu operacyjnego
udzielenie zamówienia
realizacji operacji
opieki zdrowotnej
przyznanie pomocy
ramach strategii
Karta kwalifikacyjna
oceny zgodno
Specyfikacja techniczna
Instrukcja wypełniania
Wymagania edukacyjne
Regulamin konkursu
lokalnych kryteriów
strategia rozwoju
sprawozdania finansowego
ramach programu
ramach poddziałania
kryteriów wyboru
operacji przez
trybie przetargu