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2024-03-18T15:52:32Z

Anwendung: typografische Anführungszeichen

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Ein '''constant fraction discriminator''' (CFD) ist ein spezieller [[Diskriminator]] zur Verarbeitung elektrischer Impulse beispielsweise von [[Strahlungsdetektor]]en. Er dient zur Erzeugung exakter Zeitmarken aus breiten Impulsen mit wechselnder Signalamplitude, aber konstanter Anstiegszeit.

Eine sinnvolle, aber unübliche deutsche Bezeichnung für dieses Gerät ist ''Proportionaldiskriminator''.

== Anwendung ==
[[Bild:Constant fraction 1.svg|mini|hochkant=1.5|1. Vergleich von Schwellwertauslösung (links) und Constant-Fraction-Auslösung (rechts).]]
Typische Eingangssignale für CFDs sind Impulse von [[Szintillator|Plastikszintillationszählern]], wie sie zum Beispiel bei der Lebensdauermessung von [[Positron]]en verwendet werden. Hier steht man vor dem Problem, breite, also zeitlich „verschmierte“ Signale zum Auslösen und Stoppen von „Stoppuhren“ zu verwenden, um Zeitspannen zu messen, die viel kürzer sind als die Impulsbreiten.

Die Szintillatorimpulse haben Anstiegszeiten, die deutlich über der gewünschten zeitlichen Auflösung liegen, jedoch unabhängig von der Impulshöhe immer gleich sind. Der einfache [[Diskriminator#Schwellendiskriminator|Schwellendiskriminator]] ist hier zur Zeitnahme nicht brauchbar, da bei ihm der Auslösezeitpunkt von der Gesamtpulshöhe abhängt (sog. ''time walk''-Effekt, Abb. 1 links). Gleichbleibende Anstiegszeiten und Impulsformen bedeuten jedoch, dass ein Auslösen beim Erreichen eines festzulegenden, immer gleichen Bruchteils der Gesamtpulshöhe (Abb. 1 rechts) einen Auslösezeitpunkt ergibt, der unabhängig von der Gesamtpulshöhe ist.

== Funktionsprinzip ==
Das (in diesem Beispiel, wie meist üblich, positive) Eingangssignal wird in zwei parallel liegenden Pfaden getrennt verarbeitet. In dem einen Pfad wird es um einen festen Zeitbetrag verzögert, der kleiner als die Anstiegszeit des Signals ist. Im anderen Pfad wird das Signal invertiert (d. h. von positiv in negativ gewandelt) und mit einem Faktor <math>c</math> (<math>0<c<1</math>) multipliziert. Die beiden so behandelten Signale werden wieder addiert. Der erste Nulldurchgang des Summensignals mit positiver erster Ableitung, also von negativ nach positiv, wird als Auslösezeitpunkt verwendet.

== Quellen ==
* [https://jrm.phys.ksu.edu/Resource/Pubs/CFD/CFD.html Constant Fraction Discriminators], Kansas State University, JRM Laboratory

[[Kategorie:Elektrotechnisches Messgerät]]
[[Kategorie:Teilchendetektor]]

Constant Fraction Discriminator - Versionsgeschichte

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