Аналоговые сигналы с первичных детекторов излучения в в конечном счете всегда преобразуются в цифровую форму с помощью различных преобразователей АНАЛОГ--- - презентация

1 Аналоговые сигналы с первичных детекторов излучения в в конечном счете всегда преобразуются в цифровую форму с помощью различных преобразователей АНАЛОГ--- ЦИФРА. При этом в большинстве случаев в цифру преобразуется один параметр аналогового сигнала, например, его амплитуда. Всякое преобразование аналог – цифра осуществляется с конечной точностью и, таким образом, сопряжено с потерей определенной доли информации. Простейшим преобразователем А>Ц является амплитудный дискриминатор. Основой таких устройств в боль- шинстве случаев являются усили- тели с положительной обратной связью. В зависимости от вида ОС это могут быть компараторы, одновибраторы, триггеры Шмитта, и т.д. При срабатывании дискриминатора на его выходе появляются логические сигналы (ДА-НЕТ). Для их регистрации можно использовать пересчетные схемы (ПС). Количество им- пульсов, зарегистрированных ПС, будет равно количеству входных сигналов с A>U пор. Дифференциальный дискриминатор. Срабатывание происходит только если U пор.1 < A < U пор.2

2 Для более детального анализа величины сигнала можно соз- дать устройство (амплитудный анализатор) состоящее из нес- кольких дискриминаторов с порогами, возрастающими на определенную величину, т. е., разбить измеряемый интервал амплитуд на n (по числу дискриминаторов) интервалов, называемых амплитудными окнами. На дискретных компонентах такие анализаторы никогда не делали с числом дискриминаторов >20-ти, т.к. очень трудно выдержать одинаковость и стабильность ширин окон. Развитие интегральной технологии сделало возможным соз- дание таких АЦП (flash ADC) с числом дискриминаторов до 1024, что соответствует 10-ти двоичным разрядам, и с часто- той оцифровки (быстродействием) до 100 МГц. Такие АЦП, относящиеся к разряду так называемых прямых измерителей, выдают результат оцифровки практически в момент действия сигнала и являются наиболее быстродей- ствующими. Но их разрядность часто является недостаточ- ной. Оцифровка амплитудных спектров, получаемых от совре- менных детекторов, имеющих высокое энергетическое разре- шение и широкий динамический диапазон, требует от АЦП большего числа градаций (числа каналов). Так для разрешения 0,1% формально требуется АЦП на 1000 каналов, но это если регистрируемый спектр располага- ется в конце шкалы. Сигналы же от реальных детекторов име- ют значительный динамический диапазон, 10 и более, поэто- му даже для обеспечения сравнительно невысокого разреше- ния ~1% требуется АЦП на несколько тысяч каналов. Альтернативой является использование нелинейной шка- лы, например, логарифмической, но на этом пути имеются свои сложности.

3 Реально для создания АЦП с большим числом каналов были использованы так называемые косвенные методы преобразова- ния аналог – цифра. Наибольшее распространение получил ме- тод Вилкинсона.

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18 При При T При t ф = 30нс и U вх = от 50 мВ до 5В Δ t вых