Koinzidenzelektronik

Gast #5687640 
Wir verwenden Mikrocontroller zur Eventzählung von 
Einzelphotonendetektionen, wir zählen die Counts per Second: Die Messung 
ist ganz einfach. Der µC wartet 1 Sekunde. Der Ausgang vom Detektor 
liegt am Interrupt-Eingang vom µC. Bei jedem Zählimpuls wird eine 
Interrupt-Routine ausgelöst, welche eine Zählvariable um 1 erhöht. Nach 
der einen Sekunde Wartezeit wird die Zählvariable auf dem LCD-Display 
angezeigt, auf Null gesetzt und der Vorgang wiederholt sich. Nun wollen 
wir auch Koinzidenzmessungen zwischen zwei Detektoren messen: dazu 
sollten sich lt. Recherche mit TAP-Lines Torschaltungen realisieren 
lassen, deren Torbreite in 0,25ns-Schritten digital einstellbar ist. 
Wenn innerhalb der Torzeit beide Detektoren ein Signal ausgeben, dann 
haben wir Koizidenzen. Die kann dann der Mikrocontroller ausgeben und 
sollte dann auf einem LCD Display angezeigt werden.

Hat jemand von euch Erfahrung mit sowas, oder vielleicht sogar eine 
denkbare Schaltskizze für mich? Ich bin mit digitaler Elektronik so gut 
wie nicht vertraut.
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Langsamer Modus Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Melden Danke
Gast 
Philipp Bitzenbauer schrieb:
> Nun wollen wir auch Koinzidenzmessungen zwischen zwei Detektoren messen:
> dazu sollten sich lt. Recherche mit TAP-Lines Torschaltungen realisieren
> lassen, deren Torbreite in 0,25ns-Schritten digital einstellbar ist.

Und du bist sicher, dass deine Pulserfassung eine Bandbreite von über 
1GHz besitzt, so dass solche feine Zeitabstufungen in irgendeiner Weise 
sinnvoll sind?

Was willst du genau erreichen? Zeige mal ein Zeitdiagramm mit den 
Signalen der Detektoren und dem gewünschten Ausgangssignal.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite 
Philipp Bitzenbauer schrieb:
> 0,25ns...
> Ich bin mit digitaler Elektronik so gut wie nicht vertraut.
Dann bekommst du das >4GHz Design auch nicht gebacken. Denn ein 
Schaltplan ist das allerwenigste, was hier nötig ist.
Denn das ist keine simple Digitaltechnik mehr sondern bereits auf 
Stecker- und Leiterplattenebene höchstdotiertes HF Design.

> Recherche mit TAP-Lines Torschaltungen realisieren lassen, deren
> Torbreite in 0,25ns-Schritten digital einstellbar ist.
Und was soll da die maximale Torbreite sein? Immer noch 1s?

Ich würde da versuchen, was mit einem FPGA und einem GHz Serdes 
anzufangen...
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke 
Philipp Bitzenbauer schrieb:
> Der Ausgang vom Detektor
> liegt am Interrupt-Eingang vom µC. Bei jedem Zählimpuls wird eine
> Interrupt-Routine ausgelöst, welche eine Zählvariable um 1 erhöht.

Da hat man doch schon eine Torschaltung im µs Bereich gebaut, denn ein 
Interrupt + hochzählen dauert ein paar µs.

Du hättest uns auch mal den konkreten µC und dessen Taktfrequenz nennen 
können um die Totzeit näher zu bestimmen.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Such mal nach "Pulse Stretcher" oder "Pulse Extender". Glaube du 
könntest die Signale einmal auf den Interrupt geben, einmal in den Pulse 
Extender und dann quasi logisch mit "AND" vergleichen.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Philipp Bitzenbauer schrieb:
> Wenn innerhalb der Torzeit beide Detektoren ein Signal ausgeben, dann
> haben wir Koizidenzen.

Ausreichend schnelle Logik vorausgesetzt für Nanosekunden oder 
Mikrosekunden: Einfach einen dritten uC über seinen Interrupteingang ein 
hardwareverschaltetes Koizidenzsignal zählen lassen.
1
Signal1--+------------| \

2
         |            |  )-+

3
         |  +--Delay-o| /  +-|-\

4
         |  |                |  )--

5
         +--(--Delay-o| \  +-|-/

6
            |         |  )-+

7
Signal2-----+---------| /

Für den einstellbaren Delay könnte man mit Analogschaltern 
unterschiedliche Abgriffe an einer längeren impedanzangepassten 
Leiterbahn als Delayline machen.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Philipp Bitzenbauer schrieb:
> Bei jedem Zählimpuls wird eine Interrupt-Routine ausgelöst, welche eine
> Zählvariable um 1 erhöht.

Dann rechne dir schon mal die Wahrscheinlichkeit aus, mit der du schnell 
aufeinander folgende Pulse nur als einen zählst (Poisson-Statistik) ;-)

Erheblich besser würde das, wenn du die Impulse direkt auf den Zähler 
des µC gibst und nur die Torzeit steuerst.

Damit bist du meilenweit von den Zeitskalen deiner 0.25ns tapped Delay 
Line entfernt.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Was der Poster will, ist die Koninzidenz von 2 Pulsen aus zwei Quellen 
in einem Zeitfenster. Wie macht man das ?

An jedem Signal kommt ein Komparator, zB ein MC100EP16, der einen Puls 
draus macht. Die beiden ECL Pulse gehen an je ein Flip-Flop. Das den 
Puls uebernimmt. Hinter de beiden Flipflops kommt ein AND, das bei 
Koinzidenz eins wird. Am Ende des Zeitfensters werden die FlipFlops 
geresetet. Gezaehlt wird natuerlich mit einem ECL Zaehler. Der wird auf 
einer langsamen Zeitskala von Mikrosekunden mit einem controller 
ausgelesen.

Sowas kann man kaufen, als NIM Einschub. Oder selbst bauen. Viel Glueck.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Thread beobachten

Antwort schreiben

Eine eigene Frage? Dieser Thread ist über 7 Jahre alt. Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.

Neuen Thread starten

Eine Lösung, Ergänzung oder Rückmeldung zu diesem Thread? Dann antworte hier.

Formatierung
  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] – Link zu einem Artikel
  • Verweis auf einen anderen Beitrag: Rechtsklick auf dessen Beitrags-ID (#8078628), „Adresse kopieren“, in den Text einfügen

Mehr zur Formatierung

Längeren Sourcecode als Anhang, nicht in den Text. JPG nur für Fotos und Scans; Zeichnungen und Screenshots als PNG oder GIF. Siehe Bildformate.

Dein Name und deine E-Mail-Adresse

Schon registriert? Anmelden

Wird nicht angezeigt. Wir schicken dir einen Link; sobald du damit bestätigst, erscheint dein Beitrag.

Mit dem Abschicken legst du einen kostenlosen Account an und erkennst die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzerklärung an.