Жылдам және баяу арналар

Жылдам және баяу арналар - Amptek детекторларының цифрлық импульстік процессорындағы сигналдарды өңдеудің екі қосымша мүмкіндігі. Олар импульстердің әртүрлі жиынтықтарын зерттеу нәтижесінде алынған ақпаратты оңтайландыратын әртүрлі шың уақыттарында жұмыс істейді.

Ұзақ уақыт шыңы бар баяу арна бөгде шусыз шыңдық биіктіктің дәл жазылуы үшін электрондық шуды және «баллистикалық тапшылықты» жою үшін оңтайландырылған.

Қысқа шыңнан шыңға дейін уақыты бар жылдам арна баяу арнада қабаттасатын (жинақталатын, ұлғайатын) шамамен бірдей уақытта (уақыт бойынша тығыз орналасқан) жазылған импульстарды анықтау үшін оңтайландырылған.

Көптеген детекторлар үшін электр шуы өте ұзақ уақыт шыңында жойылады. Amptek компаниясының Si-PIN XR100 детекторы ең аз электронды шуылға шамамен 25 мкс шың уақытында жетеді, SDD үшін минимумға 10 мкс жетеді. Бұл детекторды пайдаланып, баяу арнаның ең жоғары уақытын 1 - 20 мкс диапазонында реттеуге болады. Оның шығысы пикті анықтау тізбегіне қосылған және энергия спектрін өлшеу үшін қолданылады.

Детектордағы сәулелену әр түрлі қашықтықты жүретіндіктен, екі әрекеттесу баяу арна уақытынан азырақ болуы мүмкін, осылайша екі оқиға бір ретінде тіркеледі. Бұл тіпті төмен есептеу ставкаларында да мүмкін. Көптеген зерттеулерде жоғары санау жылдамдығын пайдалану пайдалы, сондықтан қабаттасу жиі орын алады. Импульстің уақыт бойынша қабаттасуына байланысты екі мәселе бар:

1. Анық шешілген екі сигналдың орнына біреуі жазылады.
2. Ең жоғары шама бұрмаланған және нақты өзара әрекеттесу туралы ақпаратты тасымалдамайды.

Төмендегі график келесі нәтижелерді көрсетеді:

(A)Бұл дұрыс амплитудамен дұрыс тіркелген бір-бірін қайталамайтын сигнал.

(B)Аздап қабаттасатын, бірақ амплитудалары дұрыс жазылған екі импульс.

(C)Тіркеулер арасындағы интервал баяу арнадағы шыңға жету уақытынан аз екі импульс қате амплитудасы бар бір оқиғаны тіркейді. Бұл жағдайда өлі уақыт Tdead ≥ Tpeak + Tflat . Мұндағы Tpeak - баяу арнадағы шыңға жету уақыты.

Бұл мәселені шешу үшін DPP жылдам арнаға ие, оның шыңынан шыңға дейінгі уақыты әлдеқайда қысқа. Соңғы DPP-де бұл уақытты бағдарламалық құралда орнатуға болады (мүмкін 50 нс-тен қысқа). Суреттегі қызыл із - жылдам арна ізі. Баяу арнада қабаттасатын көптеген импульстарды жылдам арнада шешуге болады. Жылдам арна оқиғалардың нақты санау жылдамдығын өлшеу үшін пайдаланылады, онда екі импульс уақыт бойынша қабаттаспай тұрып шешіледі. Бұл үйінді қабылдамау (PUR) логикасында қолданылады. Бұл логика қосылған кезде, қате амплитудалары бар импульстарды тіркеуді болдырмау үшін оқиға (C) қабылданбайды, бұл тек алынған спектрді бұрмалайды. Баяу арнада ешбір оқиға тіркелмеген, бірақ олар жылдам арнада көрсетілген. Жоғарыдағы сурет тағы бір маңызды және нәзік нүктені көрсетеді: жылдам арнада баяуға қарағанда көбірек шу бар. Жылдам және баяу арналарда әртүрлі шектер пайдаланылады, сондықтан ортақ шекті жалпы шудан жоғары орнатуға болады.

Төмендегі сурет жылдам және баяу арналар арасындағы тағы бір маңызды айырмашылықты көрсетеді. Үш түрлі импульс үшін модельденген жауап. Бұл импульстердің энергиясы бірдей, бірақ бұл импульстердің алдын ала күшейткіш арқылы көтерілу уақыты (A), (B), (C) үшін сәйкесінше 0,2 мкс, 0,8 мкс, 1,6 мкс. Баяу арнада Tflat 0,8 мкс, сондықтан А және В шыңдарының амплитудалары тең, ал С шыңының амплитудасы айтарлықтай байқалмайтын шамаға аз. Пик амплитудасының импульстің көтерілу уақытына тәуелділігі «баллистикалық тапшылық» деп аталады және Amptek детекторында қолданылатын трапеция пішіндеуішімен бірге баллистикалық тапшылық шыңның көтерілу уақыты Tflat-тен үлкен болған жағдайда ғана пайда болады. Жылдам арнада пик амплитудасы негізінен тек шыңның көтерілу уақытына байланысты. Бұл DPP-дегі кемсітушілік рампасының негізі. Баяу және жылдам арна импульстерінің қатынасы көтерілу уақытына байланысты.