ТОТ-метод с формирователем импульса на основе математической функции приподнятого косинуса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описан метод преобразования заряда во временной интервал (Time Over Threshold, TOT), использующий импульсный синусный формирователь, в основе которого лежит математическая функция приподнятого косинуса (ФПК). ФПК обладает важным для ТОТ-метода свойством – формированием гладкого импульса при вариативности коэффициента сглаживания и времени отклика. При этом форма импульса ФПК не зависит от входного импульсного воздействия в заданном временном диапазоне. Таким образом, на основе ФПК удалось создать импульсный синусный формирователь с заданным временным откликом, обеспечивающим однозначную зависимость длительности ТОТ-импульса от входного заряда, а также улучшить точностные характеристики за счет оптимальной спектральной фильтрации в ФПК. Импульсный синусный формирователь на основе ФПК был успешно использован в системах считывания экспериментов HADES (ГСИ, Дармштадт, Германия) и BM&N (ОИЯИ, Дубна). Общее число каналов считывания составило более 5 тысяч, ошибка метода около 0.3%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Усенко

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: Eugueni.oussenko@cern.ch
Россия, 117312, Москва, пр. 60-летия Октября, 7а

Список литературы

  1. Belver D., Garzón J.A., Gil A., González-Díaz D., Koenig W., Lange S., Marínd J., Montesa N., Skott P., Traxler M., Zapata M. // Nuclear Physics B. Proceed Supplements. 2006. V. 158(1). P. 47. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2006.07.032
  2. Wu Jin-Jie, Heng Yue-Kun, Sun Zhi-Jia, Wu Chong, Zhao Yu-Da, Yang Gui-An, Jiang Chun-Hua // Chinese Phys. 2008. V. 32. P. 186. https://doi.org/10.1088/1674-1137/32/3/005
  3. Ryosuke Ota // JPS Conf. Proceedings of the Second International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2018). 2019. V. 24. Р. 011012. http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.24.011012
  4. HPTDC High Performance Time to Digital Converter for HPTDC. Version 1.3. March 2004 J. Christiansen CERN/EP - MIC Version 2.2.
  5. Andreeva O.V., Golubeva M.B., Guber F.F., Ivashkin A.P., Krasa A., Kugler A., Kurepin A.B., Petukhov O.A., Reshetin A.I., Sadovsky A.S., Svoboda O., Sobolev Yu.G., Tlusty P., Usenko. E.A. // Instrum. Experim. Tech. 2014. V 57. P. 103. https://doi.org/10.1134/S0020441214020146
  6. Kuzmin N.A., Ladygin E.A., Ladygin V.P., Petukhov Yu.P., Sychkov S.Ya., Semak A.A., Ukhanov M.N., Usenko E.A. // Instrum. Meth. 2019. V. 916. P. 190. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.11.098
  7. Art Kay. Operational Amplifier Noise: Techniques and Tips for Analyzing and Reducing Noise. 1st Edition. Newnes, 2012.
  8. Glover I.A, Grant P. Digital communication. 3 ed. TK5103.7G58. 621.382 dc22, Printed in Great Btitain by Hanry Ling Limited, at the Dorset Press, Dorchester, DT1 1HD, 2009.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Иллюстрация прямого преобразования аналогового сигнала во временные отметки ВЦП.

Скачать (192KB)
3. Рис. 2. АЧХ ФПК при различных коэффициентах сглаживания.

Скачать (141KB)
4. Рис. 3. Импульсный отклик ФПК при различных коэффициентах сглаживания.

Скачать (149KB)
5. Рис. 4. PSPICE-модель формирователя синусной функции на ИС U1 (AD8002) и референсного калибровочного канала на ИС U2 (AD8009).

Скачать (237KB)
6. Рис. 5. Эпюры напряжения PSPICE-модели формирователя синусного импульса при различных степенях демпфирования, зеленым цветом показан график, соответствующий ФПК при β = 1.

Скачать (601KB)
7. Рис. 6. Эпюры напряжения с результатами PSPICE-моделирования сравнения сглаживающего эффекта множественных отражений в коаксиальном кабеле.

Скачать (681KB)
8. Рис. 7. PSPICE-симуляции импульса синусного формирователя длительностью 12 нс, 15 нс и 27 нс с одним пересечением нулевой линии и возвратом в нуль при отрицательном значении.

Скачать (603KB)
9. Рис. 8. Графики зависимости ТОТ-функции с насышенной характеристикой и с линейным участком.

Скачать (182KB)

© Российская академия наук, 2024