Введение
Электронное устройство обработки сигналов.
Дискриминатор постоянной дроби (CFD) – это электронное устройство обработки сигналов, предназначенное для имитации математической операции определения максимума импульса путем нахождения нуля его производной. Некоторые сигналы не имеют четко выраженного максимума, но характеризуются коротким временем нарастания. Типичными входными сигналами для CFD являются импульсы от пластиковых сцинтилляционных счетчиков, используемых, например, для измерения времени жизни в экспериментах по аннигиляции позитронов. Импульсы сцинтиллятора имеют одинаковое время нарастания, значительно превышающее требуемое временное разрешение. Это исключает использование простой пороговой триггеризации, которая приводит к зависимости момента триггера от амплитуды сигнала – эффект, известный как "временная неустойчивость" (см. диаграмму). Идентичное время нарастания и форма импульсов позволяют осуществлять триггеризацию не по фиксированному порогу, а по постоянной доле от общей амплитуды импульса, обеспечивая независимость момента триггера от амплитуды сигнала.
Typical input signals for CFDs are pulses from plastic scintillation counters, such as those used for lifetime measurement in positron annihilation experiments. The scintillator pulses have identical rise times that are much longer than the desired temporal resolution. This forbids simple threshold triggering, which causes a dependence of the trigger time on the signal's peak height, an effect called time walk (see diagram). Identical rise times and peak shapes permit triggering not on a fixed threshold but on a constant fraction of the total peak height, yielding trigger times independent from peak heights.
С другой точки зрения
Преобразователь времени в цифру присваивает временные метки. Преобразователю времени в цифру необходимы фронты быстрого нарастания с нормализованной амплитудой. Пластиковый сцинтилляционный счетчик выдает фронты быстрого нарастания с переменной амплитудой. Теоретически, сигнал можно разделить на две части. Одна часть будет задержана, а другая – пропущена через фильтр нижних частот, инвертирована и затем использована во входном усилителе с переменным коэффициентом усиления для усиления исходного сигнала до требуемой амплитуды. На практике сложно добиться высокого динамического диапазона для усилителя с переменным коэффициентом усиления, а аналоговые вычислительные устройства испытывают трудности с обработкой обратных значений.
Приложения
Если дискриминатор запускает сэмплер с последующим компаратором, это называется одноканальным анализатором (СКА). Если используется аналого-цифровой преобразователь, это называется многоканальным анализатором (МКА).