Liebe Kollegen, baue im Moment einen zweikanal-Dosimeter. Das Signal wird nur ausgewertet, wenn ein Teilchen durch beide Detektoren durchgeht, d.h. bei "zeitlicher Koinzidenz". In jedem Signalstrang gibt es ein Analogkomparator, der beim Teilchendurchgeng eine steigende Flanke erzeugt. Wie kann ich jetzt bestimmen, ob in den beiden Kanälen die Flanken "gleichzeitig" hoch gehen? Mit "gleichzeitig" meine ich ein Zeitfenster von z.B. 1 mikrosekunde. Der Prozessor (Taktfrequenz 1 MHz), der daran hängt, ist dafür zu langsam, der braucht z.B. über 30 us, um auf einen externen Interrupt zu reagieren, aber aus Stromspargründen, kann ich keinen schnelleren nehmen. Welche externe Logikschaltung würde sich für diese Aufgabe eignen? Danke Karel
Auf die Flanke(n) je ein 1uS Monoflop triggern und die MF Ausgänge über UND Gatter mit 2 Eingängen zusammenführen. dort am Ausgang ggfs ein 50us MF nachschalten, damit der Koinzidenzfall vom langsamen uC ausgewertet werden kann. that's all.
Ganz spontane Idee: 2 retriggerbare Monoflops mit 1ys Pulsdauer und dahinter ein Und Gatter.
wie wärs mit nem NAND mit FFS am Eingang? Die taktest du dann mit deiner Messfrequenz (gleichzeitig), müsste man nur schauen, dass ein Takt für den uC lang genug ist, um den NAND Ausgang als IRQ zu erkennen. VG, /th.
>Mit "gleichzeitig" meine ich ein Zeitfenster von z.B. 1 mikrosekunde.
Was sind denn das für Teilchen, für die 1µsec "gleichzeitig" bedeutet?
Kai Klaas
Kai Klaas schrieb:
> Was sind denn das für Teilchen, für die 1µsec "gleichzeitig" bedeutet?
Das will ich auch wissen!
Bleibt das Teilchen überhaupt noch reaktionsfähig wenns schon gezählt wurde? Und Soll das ein Dosimeter mit Richtwirkung werden?
Hallo Jungs, ihr habt einige Fragen gehabt: Es werden Teilchen von langsamen Mionen (ca. 60 keV) bis zum relativistischen Eisen mit ca. 140 MeV erfasst - also Galactic Cosmic Rays sowohl auf der Erdoberfläche als auch etwas höher, von ca. 10 km bis zu 350 km. "Und Soll das ein Dosimeter mit Richtwirkung werden?" Die Anordnung der Detektoren dient dazu, dass die Energiedeposition in den Detektoren auf einem definiertem Weg geschieht, womöglich rechtwinklig zur Detektorfläche. Eine kleine Abweichung nehme ich in Kauf, sonst bekäme ich gar keine Teilchen :-) Also die Richtwirkung ist ungewollt, aber dank der Homogenität des Strahlungsfeldes spielt es keine Rolle. "Bleibt das Teilchen überhaupt noch reaktionsfähig wenns schon gezählt wurde?" Es gibt drei mögliche Wechselwirkungen, wenn das Teilchen schon die richtige Richtung haben wird. Entweder belibt das Teilchen im ersten Det. hängen, oder bleibt im zweiten Det. hängen oder saust durch beide Detektoren. Bei den höheren Energien ist die Energiedeposition (Wechselwirkung) relativ gering und daher in beiden Detektoren fast gleich. "1 µs Konizidenzfenster?" Ja, richtig. Da müsste das Teilchen schon sehr langsam sein :-) Der Grund liegt anderswo. Ein Signalshaper erzeugt bei jedem Teilchendurchgang ein Peak, der ca. eine µs dauert. Der Shaper ist zwingend notwendig, um SNR zu erhöhen. Durch die Länge des geshapedten Peaks ist die maximale zeitliche Auflösung gegeben. Die Koinzidenz kann erst mit diesen shaped Peaks ermittelt werden. Da wir bei der gegebenen Detektorfläche höchstens 150 Counts/s bekommen, ist die Länge des Konizidensfensters von ca. 1 µs schon ok und zudem ausfallsicher, falls sich etwas am Vorverstärker verabschiedet und die Flanken beim Teilchendurchgang plötzlich flacher werden. K.
Ja passt doch, wenn der Signal-Shaper fertige Impulse mit nur 1µs Länge ausspuckt reicht doch ein einziges UND-Gatter dahinter. Dann wahlweise auf den Prozessor oder an einen simplen Zähler, der dann in festen Intervallen vom Prozessor ausgelesen werden kann. Falls die Peaks nicht schön recheckig sind gibts dafür Schmitt-Trigger, teilweise sind die auch schon in den IC`s mit eingebaut.
Andreas K. schrieb: > Ja passt doch, wenn der Signal-Shaper fertige Impulse mit nur 1µs Länge > ausspuckt reicht doch ein einziges UND-Gatter dahinter. > Dann wahlweise auf den Prozessor oder an einen simplen Zähler, der dann > in festen Intervallen vom Prozessor ausgelesen werden kann. ... oder auf ein RS-FF. Dies wird gesetzt von dem 'verundeten' Signal, kann dann vom Prozessor beliebig später gelesen werden und anschließend wieder von ihm scharf geschaltet werden. Allerdings werden dann in der Zeit keine weiteren Ereignisse detektiert.
Andreas K. schrieb: > Ja passt doch, wenn der Signal-Shaper fertige Impulse mit nur 1µs Länge > > ausspuckt reicht doch ein einziges UND-Gatter dahinter. > > Dann wahlweise auf den Prozessor oder an einen simplen Zähler, der dann > > in festen Intervallen vom Prozessor ausgelesen werden kann Nö, Paßt natürlich SO Nicht. Steht doch oben im ersten Posting das nach dem Gatter mind. 30us die Information anliegen muß, damit der Prozessor was damit anfangen kann. Also weiteres Monoflop dem AND Gatter NACHSCHALTEN. Einfach mal lesen, was ich dazu oben schreibe. Oder HildeK's RS FF Lösung nehmen, aus den gleichen Gründen.
>Da wir bei der gegebenen Detektorfläche höchstens 150 Counts/s bekommen, >ist die Länge des Konizidensfensters von ca. 1 µs schon ok und zudem >ausfallsicher, falls sich etwas am Vorverstärker verabschiedet und die >Flanken beim Teilchendurchgang plötzlich flacher werden. So habe ich auch mal gedacht und als Folge davon einen völlig verschmierten und bis zur Unkenntlichkeit verbreiterten Peak erhalten. Wenn die Counts zufällig kommen, mußt du die Koinzidenz anders bestimmen, mit Signalen, die nicht oder nur gering geshapt sind. Kai Klaas
Andrew Taylor schrieb: > Steht doch oben im ersten Posting das nach dem Gatter mind. 30us die > Information anliegen muß, damit der Prozessor was damit anfangen kann. > Also weiteres Monoflop dem AND Gatter NACHSCHALTEN. > > Einfach mal lesen, was ich dazu oben schreibe. > > Oder HildeK's RS FF Lösung nehmen, aus den gleichen Gründen. 1. Deinem ersten Posting nach war DEIN Hauptproblem das detektieren der gleichzeitigkeit. 2. Monoflops wurden schon vorgeschlagen, da du offensichtlich weisst was das ist war meine Einschätzung richtig und es nicht verkehrt diese nicht explizit zu erwähnen. Die Monoflop-Lösung hat aber den selben Nachteil wie das Flipflop. 3. Statt des Monoflops nach dem AND-Gatter; Was gibts an meinem Vorschlag mit dem simplen Binärzähler auszusetzen? Das Flipflop blockiert den Zähleingang mindestens ~30 µs bis es vom Prozessor zurückgesetzt wird, aber der Zähler (lässt sich sehr leicht als Digitalschaltung aufbauen, für weniger als 8 Ereignisse würde sogar ein einziges Schieberegister reichen) zählt in der Zwischenzeit weiter und es geht keim Impuls verloren, so wird die Totzeit deines Detektors von lockeren 31µs auf maximal ~2µs reduziert. Das hat sogar noch einen weiteren Vorteil, wenn die zeitliche Auflösung der Impulse keine wesentliche Rolle spielt kann man den Zähler auch länger als 30µs laufen lassen und den Prozessor aus Energiespargründen beispielsweise nur alle 0,5 Sekunden kurz zum Auslesen und zurücksetzen des Zählers aufwecken.
Andreas K. schrieb: > Andrew Taylor schrieb: >> Steht doch oben im ersten Posting das nach dem Gatter mind. 30us die >> Information anliegen muß, damit der Prozessor was damit anfangen kann. >> Also weiteres Monoflop dem AND Gatter NACHSCHALTEN. >> >> Einfach mal lesen, was ich dazu oben schreibe. >> >> Oder HildeK's RS FF Lösung nehmen, aus den gleichen Gründen. > > 1. Deinem ersten Posting nach war DEIN Hauptproblem das detektieren der > gleichzeitigkeit. Das liest Du Dir einfach nochmals durch. Dann siehst Du: Das war keines MEINER Probleme. > > 2. Monoflops wurden schon vorgeschlagen, da du offensichtlich weisst was > das ist war meine Einschätzung richtig und es nicht verkehrt diese nicht > explizit zu erwähnen. Die Monoflop-Lösung hat aber den selben Nachteil > wie das Flipflop. > > 3. Statt des Monoflops nach dem AND-Gatter; Was gibts an meinem > Vorschlag mit dem simplen Binärzähler auszusetzen? Ganz einfach: Der TS will einen Prozessor einsetzen, der mind. 30us benötigt. d.h. Es reicht NICHT die einfache UNDung per Gatter Lies doch doch einfach was Aufgabenstellung war .-) > Das Flipflop blockiert den Zähleingang mindestens ~30 µs bis es vom > Prozessor zurückgesetzt wird, aber der Zähler (lässt sich sehr leicht > als Digitalschaltung aufbauen, für weniger als 8 Ereignisse würde sogar > ein einziges Schieberegister reichen) zählt in der Zwischenzeit weiter > und es geht keim Impuls verloren, so wird die Totzeit deines Detektors > von lockeren 31µs auf maximal ~2µs reduziert. Unnötiges Feature , da max. alle 10ms ein Ereignis auftritt. S.o. > Das hat sogar noch einen weiteren Vorteil, wenn die zeitliche Auflösung > der Impulse keine wesentliche Rolle spielt kann man den Zähler auch > länger als 30µs laufen lassen und den Prozessor aus Energiespargründen > beispielsweise nur alle 0,5 Sekunden kurz zum Auslesen und zurücksetzen > des Zählers aufwecken. Der TS hat Netzstrom aus dem AKW. Es ist KEINE Batterieanwendung. Folglich unnötiges Feature, einige Milliwatt einzusparen. Folgen noch irgendwelche weiteren Versuche, Deine Lösung langatmig anzupreisen? Dann halt die Füße still.
Hallo zusammen, danke euch für die konstruktiven Beiträge. Kai Klaas schrieb: >>Da wir bei der gegebenen Detektorfläche höchstens 150 Counts/s bekommen, >>ist die Länge des Konizidensfensters von ca. 1 µs schon ok und zudem >>ausfallsicher, falls sich etwas am Vorverstärker verabschiedet und die >>Flanken beim Teilchendurchgang plötzlich flacher werden. > > So habe ich auch mal gedacht und als Folge davon einen völlig > verschmierten und bis zur Unkenntlichkeit verbreiterten Peak erhalten. > Wenn die Counts zufällig kommen, mußt du die Koinzidenz anders > bestimmen, mit Signalen, die nicht oder nur gering geshapt sind. > > Kai Klaas Hallo Kai, wie meinst Du das ("völlig verschmierten und ... verbreiteten Peak")? Der Shaper, der an unserem Detektor dranhängt, ist ein Analogshaper, dessen Peakhöhe die Information über die deponierte Energie trägt. Die Pulslänge ist ca. 1µs. Der Detektoroutput ist sehr verrauscht, die Baseline schwankt dermassen, dass man keinen Komparator direkt anschliessen kann. Mit begrenzten Energieressourcen (battery-powered) kann ich erst in dem geshapedten Signal ankommende Teilchen erkennen. Nach der Ankunft eines Peaks werden wietere Teilchen nicht berücksichtigt, die maximale Peak-Höhe wird mit einem Peak Hold Detector analog geschpeichert und mit einem A/D umgewandelt (dauert dann ca. 150 µs). Erst dann wird wieder scharf gestellt. Karel
Karel Marsalek schrieb: > Der Shaper, der an unserem Detektor dranhängt, ist ein Analogshaper, > > dessen Peakhöhe die Information über die deponierte Energie trägt. Die > > Pulslänge ist ca. 1µs. Der Detektoroutput ist sehr verrauscht, die > > Baseline schwankt dermassen, dass man keinen Komparator direkt > > anschliessen kann. Du kannst per Schaltung die Baseline kompensieren bzw. die Schaltschwelle des Komparators nachführen . Machst Du dies bereits? > Mit begrenzten Energieressourcen (battery-powered) > > kann ich erst in dem geshapedten Signal ankommende Teilchen erkennen. Wäre schön wenn Du das am Anfang bereits kundgetan hättest. Hätte das Design und die Diskussion erleichtert. > > > > Nach der Ankunft eines Peaks werden wietere Teilchen nicht > > berücksichtigt, die maximale Peak-Höhe wird mit einem Peak Hold Detector > > analog geschpeichert und mit einem A/D umgewandelt (dauert dann ca. 150 > > µs). Erst dann wird wieder scharf gestellt. Ok, dann liegen zwischen den Messungen in der Gößenordnung 10ms Könnne aber auch nur 3 ms sein, etc.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.