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恒比定时CFD测粒子时间

恒比定时CFD原理:
恒比定时(Constant Fraction Timing, CFD)是粒子物理与核物理实验中用来准确确定粒子入射时间的方法,是一种重要的定时技术。其原理是采用恒定幅度触发比来检测核脉冲前沿到达的时刻,能够修正脉冲幅度变化对定时的影响传统的恒比定时放大才弄个模拟定时甄别电路给出定时信号,再有时间数字芯片TDC来对时间进行量化,量化数据传输到计算机,实现对时间信息的统计,然后获得时间谱的波形。

恒比定时技术可以通过调整衰减系数来调整触发比,是在过零定时基础上发展起来的新一代定时技术。恒比定时在输入脉冲幅度的一个恒定比例点上产生过零点,它既使用了过零定时技术,用能调节触发比为最佳,减少时间晃动。所以它结合了前沿定时和过零定时的优点,大大提高了定时精度,是目前粒子物理和核物理应用最广的定时方法。

时间测量基本构成包括

放大器        定时电路       TDC(时间信号转换器)       MCA(多道)

按照传统方法,想要做一个时间测量,不是一个简单的事情,需要搭建一个比较复杂的模拟电路系统,成本高和操作复杂,出问题点比较多,需要依依排查。

目前北京熠新科技有限公司(www.yixintest.cn)所代理的TechnoAP公司,推出了一种通过数字化仪实现传统的时间测量方法。只要一个数字化仪(又叫数据采集卡),可以搞定传统需要一个复杂电路才能实现的功能。具体框图如下:

不单只是时间信息,还有能量信息也可通过数据采集卡来实现采集,CFD(恒比定时)、TDCQDC都是通过板载的FPGA实时处理的,算完的数据通过传输到电脑,然后软件上面可直观的通过表格或图形展示出来。

下面是其中一款采样率在500MS/s 14bit 8通道的核数据采集卡实现原理图:

APV8508-14 (8CH, 500Msps,14bit-ADC)这款产品,就非常适合于响应时间比较快的探测器,像闪烁体探测器(BaF2LaBr3(Ce))。