核電子學(xué)及其進(jìn)展

1、核電子學(xué)方法核電子學(xué)方法第五章第五章時(shí)間信息的分析時(shí)間信息的分析 第五章第五章 時(shí)間信息的分析時(shí)間信息的分析 1 概概 述述 2 定時(shí)技術(shù)定時(shí)技術(shù)3 符合電路符合電路4 時(shí)間分析器時(shí)間分析器5 脈沖形狀甄別（脈沖形狀甄別（PSD） 結(jié)束結(jié)束 1. 概概 述述時(shí)間信息分析所要解決的基本問(wèn)題時(shí)間信息分析所要解決的基本問(wèn)題 時(shí)間信號(hào)的檢出時(shí)間信號(hào)的檢出 返回時(shí)間信息分析所要解決的基本問(wèn)題時(shí)間信息分析所要解決的基本問(wèn)題時(shí)間間隔甄別 時(shí)間間隔測(cè)量 返回時(shí)間間隔甄別 時(shí)間間隔甄別應(yīng)用實(shí)例 時(shí)間間隔甄別器的基本功能 返回時(shí)間間隔甄別應(yīng)用實(shí)例電子正電子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生電子正電子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生+和和-的事例的

2、事例ee探測(cè)器探測(cè)器D1和探測(cè)器和探測(cè)器D2相距有幾十米以上，相距有幾十米以上，對(duì)稱(chēng)排布，用來(lái)測(cè)定對(duì)稱(chēng)排布，用來(lái)測(cè)定 子。子。因?yàn)橐驗(yàn)?+和和 -的動(dòng)量相等，且對(duì)面碰撞，的動(dòng)量相等，且對(duì)面碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，和飛行方向相反，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，和飛行方向相反，飛行速度近似相同，從對(duì)撞點(diǎn)飛出，應(yīng)飛行速度近似相同，從對(duì)撞點(diǎn)飛出，應(yīng)幾乎同時(shí)分別擊中幾乎同時(shí)分別擊中D1和和D2 。隨著擊中隨著擊中D1和和D2 位置不同信號(hào)位置不同信號(hào)S1和和S2產(chǎn)生時(shí)刻發(fā)生差別，如果最大時(shí)差值為產(chǎn)生時(shí)刻發(fā)生差別，如果最大時(shí)差值為5ns，那么，那么S1和和S2時(shí)間間隔小于時(shí)間間隔小于5ns的事例應(yīng)該是的事例應(yīng)該是 +

3、和和 -事例的事例的的一個(gè)的一個(gè)“候選候選”條件，這樣可以排斥掉很多本底事件。例如宇宙射線(xiàn)穿過(guò)探測(cè)器系統(tǒng)條件，這樣可以排斥掉很多本底事件。例如宇宙射線(xiàn)穿過(guò)探測(cè)器系統(tǒng) ， D1和和D2是先后被擊中，是先后被擊中， S1和和S2的時(shí)間間隔將會(huì)大于的時(shí)間間隔將會(huì)大于 5ns，不滿(mǎn)足此，不滿(mǎn)足此“候選候選”條件，條件，應(yīng)該被排斥掉應(yīng)該被排斥掉 。需要用一個(gè)時(shí)間間隔甄別器來(lái)作為事例的選擇需要用一個(gè)時(shí)間間隔甄別器來(lái)作為事例的選擇 。返回 時(shí)間間隔甄別器的基本功能N個(gè)信號(hào)加入它的輸入端為個(gè)信號(hào)加入它的輸入端為 u1,u2.ui. uN-1,uN，它們分別在，它們分別在 ti（i=1,2N）時(shí)刻到達(dá)甄別器的輸

4、）時(shí)刻到達(dá)甄別器的輸入端，其中任意一對(duì)信號(hào)間的時(shí)間差入端，其中任意一對(duì)信號(hào)間的時(shí)間差都滿(mǎn)足：都滿(mǎn)足： - 1 titj 0） 在輸出端產(chǎn)生邏輯信號(hào)輸出在輸出端產(chǎn)生邏輯信號(hào)輸出 ，只要有任意一對(duì)信號(hào)不滿(mǎn)足上述條件，只要有任意一對(duì)信號(hào)不滿(mǎn)足上述條件，將不產(chǎn)生輸出。將不產(chǎn)生輸出。經(jīng)常遇到的情況是處理二個(gè)輸入信號(hào)的符合電路，稱(chēng)為二重符合電路。二個(gè)輸經(jīng)常遇到的情況是處理二個(gè)輸入信號(hào)的符合電路，稱(chēng)為二重符合電路。二個(gè)輸入信號(hào)到達(dá)的時(shí)間分別為入信號(hào)到達(dá)的時(shí)間分別為t1和和t2 ，若滿(mǎn)足，若滿(mǎn)足 - 1 t1t2 0） 在輸出端產(chǎn)生邏輯信號(hào)輸出，否則將不產(chǎn)生輸出在輸出端產(chǎn)生邏輯信號(hào)輸出，否則將不產(chǎn)生輸出 。

5、1 2為其分辨時(shí)間。為其分辨時(shí)間。 選擇選擇 1 = 2 = ，則分辨時(shí)間為，則分辨時(shí)間為2 （或稱(chēng)為符合時(shí)間窗寬）。（或稱(chēng)為符合時(shí)間窗寬）。具有這種功能的電路通常稱(chēng)為符合電路具有這種功能的電路通常稱(chēng)為符合電路 ， 1 2為其分辨時(shí)間。（也就是時(shí)間為其分辨時(shí)間。（也就是時(shí)間間隔閾值）。間隔閾值）。返回時(shí)間間隔測(cè)量 時(shí)間間隔測(cè)量應(yīng)用實(shí)例 時(shí)間分析器的基本功能 返回時(shí)間間隔測(cè)量應(yīng)用實(shí)例飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器是在高能物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的探測(cè)器系統(tǒng)，用來(lái)測(cè)量帶飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器是在高能物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的探測(cè)器系統(tǒng)，用來(lái)測(cè)量帶電粒子的飛行時(shí)間，其主要功能是通過(guò)所測(cè)量粒子的飛行時(shí)間信息，結(jié)合電粒子的飛行時(shí)間，其主要

6、功能是通過(guò)所測(cè)量粒子的飛行時(shí)間信息，結(jié)合其它探測(cè)器測(cè)得粒子的動(dòng)量和徑跡，從而辨別粒子的種類(lèi)。其它探測(cè)器測(cè)得粒子的動(dòng)量和徑跡，從而辨別粒子的種類(lèi)。測(cè)量探測(cè)器的信號(hào)和測(cè)量探測(cè)器的信號(hào)和e+ e-的作用發(fā)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，就可以測(cè)量到的作用發(fā)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，就可以測(cè)量到粒子的飛行時(shí)間信息。粒子的飛行時(shí)間信息。返回時(shí)間分析器的基本功能由時(shí)間間隔編碼器與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)組成的時(shí)間分析器，用來(lái)完成時(shí)間由時(shí)間間隔編碼器與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)組成的時(shí)間分析器，用來(lái)完成時(shí)間間隔測(cè)量。間隔測(cè)量。時(shí)間間隔編碼電路是時(shí)間間隔測(cè)量中關(guān)鍵部件，通常稱(chēng)它為時(shí)間數(shù)時(shí)間間隔編碼電路是時(shí)間間隔測(cè)量中關(guān)鍵部件，通常稱(chēng)它為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換

7、器（字轉(zhuǎn)換器（TDC ,TDC ,Time to Digit Conversion ）。）。輸出端的數(shù)碼值為輸出端的數(shù)碼值為 其中其中T0為為L(zhǎng)SB所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。TDC的輸出再送到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，它的功能與多的輸出再送到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，它的功能與多道幅度分析器中數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)相同。道幅度分析器中數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)相同。 102LiiiAm0012,TmTtt其中返回時(shí)間信號(hào)的檢出時(shí)間信號(hào)的檢出無(wú)論是送到符合電路還是送到無(wú)論是送到符合電路還是送到TDC的信號(hào)，要求它的出現(xiàn)時(shí)刻與粒子的信號(hào)，要求它的出現(xiàn)時(shí)刻與粒子擊中探測(cè)器的時(shí)刻能精確地相對(duì)應(yīng)。事件的產(chǎn)

8、生到信號(hào)進(jìn)入時(shí)間信息擊中探測(cè)器的時(shí)刻能精確地相對(duì)應(yīng)。事件的產(chǎn)生到信號(hào)進(jìn)入時(shí)間信息分析電路之間，大體上如以下過(guò)程所示：分析電路之間，大體上如以下過(guò)程所示： 核事件產(chǎn)生粒子核事件產(chǎn)生粒子探測(cè)器被擊中（探測(cè)器被擊中（t0時(shí)刻）時(shí)刻）探測(cè)器信號(hào)輸出（探測(cè)器信號(hào)輸出（t1時(shí)刻時(shí)刻出現(xiàn)信號(hào)）出現(xiàn)信號(hào)）電子學(xué)電路信號(hào)處理（放大、成形等）電子學(xué)電路信號(hào)處理（放大、成形等）時(shí)檢電路檢出時(shí)檢電路檢出信號(hào)送到時(shí)間信號(hào)分析電路或符合電路輸入端（信號(hào)送到時(shí)間信號(hào)分析電路或符合電路輸入端（t0時(shí)刻出現(xiàn)信號(hào)）。時(shí)刻出現(xiàn)信號(hào)）。 時(shí)間信號(hào)的檢出時(shí)間信號(hào)的檢出在討論時(shí)間信號(hào)檢出時(shí)，從探測(cè)器輸出的電流信號(hào)有以在討論時(shí)間信號(hào)檢出時(shí)

9、，從探測(cè)器輸出的電流信號(hào)有以下幾點(diǎn)需要考慮：下幾點(diǎn)需要考慮：延遲。延遲。t1在在t0之后一定時(shí)間之后出現(xiàn)之后一定時(shí)間之后出現(xiàn)展寬。實(shí)際的電流信號(hào)不是一個(gè)展寬。實(shí)際的電流信號(hào)不是一個(gè) 信號(hào)信號(hào)漲落。漲落。( t0- t0)是一個(gè)隨機(jī)量，而且信號(hào)形狀也會(huì)是一個(gè)隨機(jī)量，而且信號(hào)形狀也會(huì)隨機(jī)變化。隨機(jī)變化。 1.時(shí)檢電路的功能是使的漲落盡可能小，或者說(shuō)的晃動(dòng)很時(shí)檢電路的功能是使的漲落盡可能小，或者說(shuō)的晃動(dòng)很小。小。 返回2. 定時(shí)技術(shù)定時(shí)技術(shù) 產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素 時(shí)間晃動(dòng)大小的度量時(shí)間晃動(dòng)大小的度量 前沿定時(shí)甄別器前沿定時(shí)甄別器-固定閾值甄別器固定閾值甄別器恒比定時(shí)甄

10、別器（恒比定時(shí)甄別器（CFD）幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（ARC） 返回產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素 輸入到時(shí)間信息分析系統(tǒng)的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間晃輸入到時(shí)間信息分析系統(tǒng)的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間晃動(dòng)主要有以下幾個(gè)因素：動(dòng)主要有以下幾個(gè)因素： 探測(cè)器的固有晃動(dòng)。 噪聲引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng)。 幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。 上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。1.以上幾種因素在不同條件下對(duì)晃動(dòng)所起的影響以上幾種因素在不同條件下對(duì)晃動(dòng)所起的影響是不相同的，因而要具體加以分析，分清主次。是不相同的，因而要具體加以分析，分清主次。著重分析幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間著重分析幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)

11、生的時(shí)間晃動(dòng)及其解決辦法。晃動(dòng)及其解決辦法。 返回探測(cè)器的固有晃動(dòng) 不同的探測(cè)元件電流信號(hào)輸出的時(shí)間晃動(dòng)不一樣，不同的探測(cè)元件電流信號(hào)輸出的時(shí)間晃動(dòng)不一樣，它的產(chǎn)生原因也不相同，大致因?yàn)檩d流子在探測(cè)器它的產(chǎn)生原因也不相同，大致因?yàn)檩d流子在探測(cè)器內(nèi)運(yùn)動(dòng)途徑不同造成的內(nèi)運(yùn)動(dòng)途徑不同造成的 。 例：閃爍體和光電倍加管（例：閃爍體和光電倍加管（PMT）組成的閃爍計(jì)數(shù)）組成的閃爍計(jì)數(shù)器，由于粒子擊中的位置不同使光傳輸?shù)狡?，由于粒子擊中的位置不同使光傳輸?shù)絇MT的時(shí)的時(shí)間不同，使得其輸出信號(hào)的時(shí)間發(fā)生差異，而擊中間不同，使得其輸出信號(hào)的時(shí)間發(fā)生差異，而擊中的位置往往是隨機(jī)的，因而信號(hào)輸出的時(shí)間產(chǎn)生時(shí)的位置

12、往往是隨機(jī)的，因而信號(hào)輸出的時(shí)間產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)。間晃動(dòng)。返回噪聲引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng) 噪聲疊加在信號(hào)之上將引起時(shí)檢電路輸出噪聲疊加在信號(hào)之上將引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng)。的時(shí)間晃動(dòng)。 返回幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng) 不同幅度經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路之后在輸出時(shí)間上不同幅度經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路之后在輸出時(shí)間上產(chǎn)生差異產(chǎn)生差異 ，探測(cè)器輸出信號(hào)幅度的隨機(jī)變，探測(cè)器輸出信號(hào)幅度的隨機(jī)變化造成了時(shí)間上晃動(dòng)，稱(chēng)為化造成了時(shí)間上晃動(dòng)，稱(chēng)為幅度時(shí)間游動(dòng)幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。效應(yīng)。返回上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng) 不同上升時(shí)間的信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路之后會(huì)產(chǎn)生在輸出信號(hào)不同上升時(shí)間的信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路之后會(huì)產(chǎn)生在輸出信號(hào)時(shí)間上差異時(shí)間上差異 ，而有些探測(cè)元件

13、輸出信號(hào)上升時(shí)間也存在，而有些探測(cè)元件輸出信號(hào)上升時(shí)間也存在隨機(jī)變化，這也就帶來(lái)了時(shí)檢電路的輸出信號(hào)在時(shí)間上晃隨機(jī)變化，這也就帶來(lái)了時(shí)檢電路的輸出信號(hào)在時(shí)間上晃動(dòng)。這稱(chēng)為動(dòng)。這稱(chēng)為上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。 返回時(shí)間晃動(dòng)大小的度量時(shí)間晃動(dòng)大小的度量 時(shí)檢電路信號(hào)輸出與粒子擊中探測(cè)器之間的時(shí)間差時(shí)檢電路信號(hào)輸出與粒子擊中探測(cè)器之間的時(shí)間差 td=（t0-t0）是隨機(jī)量，它服從一定的分布規(guī)律，是隨機(jī)量，它服從一定的分布規(guī)律， td的概率的概率密度函數(shù)為密度函數(shù)為 PdPd（td），可以得到各級(jí)矩：），可以得到各級(jí)矩：級(jí)矩二級(jí)矩一級(jí)矩ndttPtttdttPtttdttPtttdddndnd

14、nddddddddddddd002220)()()(由此推知由此推知tdtd的隨機(jī)變化情況，來(lái)度量的晃動(dòng)大小的隨機(jī)變化情況，來(lái)度量的晃動(dòng)大小 。一般可以假設(shè)一般可以假設(shè)td服從高斯分布，服從高斯分布， 和和 是關(guān)鍵是關(guān)鍵參量參量dt2)(ddtt作為時(shí)間晃動(dòng)的度量作為時(shí)間晃動(dòng)的度量 dddddddtddttPtttt)()()(2022時(shí)間晃動(dòng)大小的度量時(shí)間晃動(dòng)大小的度量 二個(gè)信號(hào)時(shí)間間隔及其晃動(dòng)量二個(gè)信號(hào)時(shí)間間隔及其晃動(dòng)量 )()(1201020102ddtttttt)()(120102ddtttt2221212122)()(tdtdddddtttt0101102022ttttttdd時(shí)間晃

15、動(dòng)大小的度量時(shí)間晃動(dòng)大小的度量 時(shí)間晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)間晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量 在實(shí)驗(yàn)上可以用在實(shí)驗(yàn)上可以用同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放射源（如同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放射源（如60Co 源源 ，幾乎是同時(shí)發(fā)射幾乎是同時(shí)發(fā)射 兩個(gè)兩個(gè) 粒子粒子 1 1和和 2 ）；）； 測(cè)量計(jì)數(shù)隨測(cè)量計(jì)數(shù)隨（即時(shí)間間隔）值變化曲線(xiàn)（即時(shí)間間隔）值變化曲線(xiàn) ，圖中求得，圖中求得 和半高全寬時(shí)間和半高全寬時(shí)間FWHMFWHMt td d , ,時(shí)間晃動(dòng)為時(shí)間晃動(dòng)為dttdtdFWHM35. 21返回前沿定時(shí)甄別器前沿定時(shí)甄別器-固定閾值甄別器固定閾值甄別器 前沿定時(shí)特性分析前沿定時(shí)特性分析 基本電路構(gòu)型基本電路構(gòu)型返回前沿定時(shí)特性分

16、析（一）前沿定時(shí)特性分析（一）將輸入信號(hào)前沿近似看成線(xiàn)性上升，可用下述關(guān)系表示：將輸入信號(hào)前沿近似看成線(xiàn)性上升，可用下述關(guān)系表示： ttVtVmii)(mtt 0輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)間延遲可以表示為：輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)間延遲可以表示為： ttttd其中其中t ti i為輸入信號(hào)從出現(xiàn)到上升為為輸入信號(hào)從出現(xiàn)到上升為V VT T所需時(shí)所需時(shí)間，間，t t 為渡越時(shí)間，假定在快甄別器情況為渡越時(shí)間，假定在快甄別器情況下，下， t t 很小很小 ，暫不加以考慮，暫不加以考慮 。miTtdtVVtt在在Vi由由Vi1變?yōu)樽優(yōu)閂i2時(shí)，時(shí)， Vi= (Vi1 -Vi2)，如果，如果 Vi很小，則很

17、小，則輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)間延遲差時(shí)間延遲差 td=(t2-t1)應(yīng)為：應(yīng)為：imiTdVtVVt2td隨隨Vi變化而發(fā)生變化稱(chēng)為幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。顯而可見(jiàn)變化而發(fā)生變化稱(chēng)為幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。顯而可見(jiàn) VT和和tm越小，越小， td變化變化量就越小，量就越小，幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)就越小幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)就越小前沿定時(shí)特性分析（二）前沿定時(shí)特性分析（二） 上述討論在上述討論在 Vi很小情況下，如果很小情況下，如果Vi變化很大時(shí)，服從某變化很大時(shí)，服從某一種分布規(guī)律，要得到一種分布規(guī)律，要得到 td必須必須Vi的概率密度函數(shù)求得的概率密度函數(shù)求得td的概率密度函數(shù)，的概率密度函數(shù)，

18、得到得到 td。 若達(dá)峰時(shí)間若達(dá)峰時(shí)間 tmtm發(fā)生變化（也就是上發(fā)生變化（也就是上升時(shí)間發(fā)生變化），延遲時(shí)間的變化升時(shí)間發(fā)生變化），延遲時(shí)間的變化為為 ：miTdtVVt這稱(chēng)為上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。這稱(chēng)為上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。 返回基本電路構(gòu)型基本電路構(gòu)型 高速運(yùn)算放大器（例如高速運(yùn)算放大器（例如THS3201、OPA847等）構(gòu)成的施等）構(gòu)成的施米特甄別器；米特甄別器； 高速比較器（例如高速比較器（例如AD96687）構(gòu)成的截止式放大器型甄）構(gòu)成的截止式放大器型甄別器；別器； 雙閾甄別電路。雙閾甄別電路。高速比較器高速比較器AD96687AD96687構(gòu)成的甄別器構(gòu)成的甄別器雙閾甄別電路雙閾甄別電

19、路由于幅度效應(yīng)，前沿定時(shí)會(huì)有較大的定時(shí)誤差。降低甄別閾，是減由于幅度效應(yīng)，前沿定時(shí)會(huì)有較大的定時(shí)誤差。降低甄別閾，是減少這一誤差的重要措施。但甄別閾的減少將會(huì)明顯引起噪聲誤觸發(fā)，少這一誤差的重要措施。但甄別閾的減少將會(huì)明顯引起噪聲誤觸發(fā)，為此，設(shè)計(jì)了雙閾甄別電路，采用低閾定時(shí)，高閾選通的方案，既為此，設(shè)計(jì)了雙閾甄別電路，采用低閾定時(shí)，高閾選通的方案，既可減少噪聲影響，又由于甄別閾的降低，還可減少由于幅度效應(yīng)引可減少噪聲影響，又由于甄別閾的降低，還可減少由于幅度效應(yīng)引起的時(shí)間游動(dòng)起的時(shí)間游動(dòng)甄別器需要有穩(wěn)定的閾電壓。甄別器需要有穩(wěn)定的閾電壓。 閾電壓的產(chǎn)生程控設(shè)置的閾電壓的產(chǎn)生程控設(shè)置的 DAC

20、 提供。提供。為了減少噪聲和外部干擾的影響，得到穩(wěn)定的閾電壓，對(duì)為了減少噪聲和外部干擾的影響，得到穩(wěn)定的閾電壓，對(duì)DAC提供提供的輸出電壓采取了衰減和有源濾波等有效措施。的輸出電壓采取了衰減和有源濾波等有效措施。返回恒比定時(shí)甄別器（恒比定時(shí)甄別器（CFD） 提出恒比定時(shí)的基本思路提出恒比定時(shí)的基本思路 恒比定時(shí)甄別原理恒比定時(shí)甄別原理 恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn)恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn)返回提出恒比定時(shí)的基本思路提出恒比定時(shí)的基本思路 前沿定時(shí)除了由幅度游動(dòng)效應(yīng)引起較大晃動(dòng)之外，觸發(fā)比前沿定時(shí)除了由幅度游動(dòng)效應(yīng)引起較大晃動(dòng)之外，觸發(fā)比不恒定也是一個(gè)缺點(diǎn)。不恒定也是一個(gè)缺點(diǎn)。 探測(cè)器的固有時(shí)間晃動(dòng)往往與外電路收

21、集到的電荷量與總探測(cè)器的固有時(shí)間晃動(dòng)往往與外電路收集到的電荷量與總電荷量比值有關(guān)，在某一比值時(shí)，固有時(shí)間晃動(dòng)可達(dá)到最電荷量比值有關(guān)，在某一比值時(shí)，固有時(shí)間晃動(dòng)可達(dá)到最小。這一比值卻好就是觸發(fā)比小。這一比值卻好就是觸發(fā)比 P: P=VT/Vi 如果能對(duì)每一個(gè)信號(hào)作到恒定的觸發(fā)比，就可以選擇如果能對(duì)每一個(gè)信號(hào)作到恒定的觸發(fā)比，就可以選擇合適的比值，使探測(cè)器的固有時(shí)間晃動(dòng)最小。同時(shí)能克服合適的比值，使探測(cè)器的固有時(shí)間晃動(dòng)最小。同時(shí)能克服幅度游動(dòng)效應(yīng)。幅度游動(dòng)效應(yīng)。 返回恒比定時(shí)甄別原理恒比定時(shí)甄別原理用經(jīng)延遲后的輸入信號(hào)與經(jīng)過(guò)衰減倒相后信號(hào)相加之用經(jīng)延遲后的輸入信號(hào)與經(jīng)過(guò)衰減倒相后信號(hào)相加之后產(chǎn)生一

22、個(gè)雙極性信號(hào)，該信號(hào)從負(fù)極性變到正極性后產(chǎn)生一個(gè)雙極性信號(hào)，該信號(hào)從負(fù)極性變到正極性的過(guò)零時(shí)刻與信號(hào)幅度無(wú)關(guān)，在此時(shí)刻的信號(hào)值與總的過(guò)零時(shí)刻與信號(hào)幅度無(wú)關(guān)，在此時(shí)刻的信號(hào)值與總幅度之比為一恒值。幅度之比為一恒值。過(guò)零甄別器起到在過(guò)零甄別器起到在雙極性信號(hào)的雙極性信號(hào)的過(guò)零時(shí)刻過(guò)零時(shí)刻檢出信號(hào)的作用。檢出信號(hào)的作用。 恒比定時(shí)甄別原理恒比定時(shí)甄別原理 用用 ui(t)來(lái)近似描述輸入信號(hào)來(lái)近似描述輸入信號(hào): 經(jīng)過(guò)衰減倒相后信號(hào)（其中為衰減因子）：經(jīng)過(guò)衰減倒相后信號(hào)（其中為衰減因子）： mimmiittPUttttPUtu0)(經(jīng)延遲后的信號(hào)經(jīng)延遲后的信號(hào) didmdmdidittUtttttttU

23、tttu0)(恒比定時(shí)甄別原理恒比定時(shí)甄別原理經(jīng)過(guò)相加電路之后是一個(gè)雙極性信號(hào)：經(jīng)過(guò)相加電路之后是一個(gè)雙極性信號(hào)： mdimddmdidmimmitttPUttttPtttUtttPUttttPUtu10)(1從負(fù)極性變到正極性的過(guò)零時(shí)刻從負(fù)極性變到正極性的過(guò)零時(shí)刻 ：由此可知由此可知 (1)過(guò)零點(diǎn)與信號(hào)幅度無(wú)關(guān)過(guò)零點(diǎn)與信號(hào)幅度無(wú)關(guān) (2)在在tz時(shí)刻，時(shí)刻，對(duì)于任何幅度都一樣。對(duì)于任何幅度都一樣。因此因此tz是一個(gè)理想的時(shí)刻，既克服了游動(dòng)效應(yīng)，又在此是一個(gè)理想的時(shí)刻，既克服了游動(dòng)效應(yīng)，又在此時(shí)刻的信號(hào)值與總幅度之比為一恒值。在這一時(shí)刻檢時(shí)刻的信號(hào)值與總幅度之比為一恒值。在這一時(shí)刻檢出信號(hào)可以

24、達(dá)到恒比定時(shí)的目的。圖中過(guò)零甄別器出信號(hào)可以達(dá)到恒比定時(shí)的目的。圖中過(guò)零甄別器ZCD起到在時(shí)刻檢出信號(hào)的作用起到在時(shí)刻檢出信號(hào)的作用 mdzPtttiziPVttu )(返回恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn)恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn) 門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器 雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器 雙極性信號(hào)成形方法雙極性信號(hào)成形方法返回門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器返回雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器 成形電路采用恒比成形時(shí)，常常取其延遲電路的延遲時(shí)間略大于成形電路采用恒比成形時(shí)，常常取其延遲電路的延遲時(shí)間略大于tm，但對(duì)于小幅度輸入信號(hào)，特別是

25、剛過(guò)閾值的信號(hào)，觸發(fā)時(shí)間已接近而超但對(duì)于小幅度輸入信號(hào)，特別是剛過(guò)閾值的信號(hào)，觸發(fā)時(shí)間已接近而超閾幅度很小，因此甄別器的渡越時(shí)間比較長(zhǎng)，有可能使前沿甄別器輸出閾幅度很小，因此甄別器的渡越時(shí)間比較長(zhǎng)，有可能使前沿甄別器輸出信號(hào)落在過(guò)零時(shí)刻之后，這樣一來(lái)就成為前沿定時(shí)了。因此，上述電路信號(hào)落在過(guò)零時(shí)刻之后，這樣一來(lái)就成為前沿定時(shí)了。因此，上述電路對(duì)小信號(hào)（即剛過(guò)觸發(fā)閾的信號(hào)）就起不到恒比定時(shí)作用了。為此，提對(duì)小信號(hào)（即剛過(guò)觸發(fā)閾的信號(hào)）就起不到恒比定時(shí)作用了。為此，提出一種改進(jìn)方案，即出一種改進(jìn)方案，即雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器雙予甄別門(mén)控型恒比定時(shí)甄別器，它是在門(mén)控型恒，它是在門(mén)控型恒比定時(shí)甄

26、別器電路基礎(chǔ)上再加上一個(gè)固定閾值甄別器比定時(shí)甄別器電路基礎(chǔ)上再加上一個(gè)固定閾值甄別器DT，其閾值比的閾，其閾值比的閾值要大值要大 。在小信號(hào)時(shí)（即輸入信號(hào)幅度略大于在小信號(hào)時(shí)（即輸入信號(hào)幅度略大于 VTP）不能觸發(fā)）不能觸發(fā) DT，因而，因而最后不產(chǎn)生輸出。只有輸入信號(hào)幅度大于最后不產(chǎn)生輸出。只有輸入信號(hào)幅度大于 VTT才能觸發(fā)才能觸發(fā) DT，產(chǎn)生最后輸，產(chǎn)生最后輸出，這時(shí)出，這時(shí)DP的輸出信號(hào)不會(huì)落在過(guò)零時(shí)刻之后，保證了恒比定時(shí)。的輸出信號(hào)不會(huì)落在過(guò)零時(shí)刻之后，保證了恒比定時(shí)。 但是這樣也會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，但是這樣也會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，輸出信號(hào)前沿時(shí)刻在略超過(guò)情況輸出信號(hào)前沿時(shí)刻在略超過(guò)情況下亦會(huì)

27、落在之后，又將造成輸出下亦會(huì)落在之后，又將造成輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的前沿定時(shí)時(shí)刻。為此信號(hào)對(duì)應(yīng)的前沿定時(shí)時(shí)刻。為此在門(mén)在門(mén)Y1輸出處加上一延遲線(xiàn)作適輸出處加上一延遲線(xiàn)作適當(dāng)延遲，以保證輸出信號(hào)前沿在當(dāng)延遲，以保證輸出信號(hào)前沿在DT輸出信號(hào)之后輸出信號(hào)之后。 返回雙極性信號(hào)成形方法雙極性信號(hào)成形方法 延遲線(xiàn)成形延遲線(xiàn)成形 RCRC成形成形 輸入信號(hào)輸入信號(hào)Vi直接連到比較器的同相輸入端，比較器的反相直接連到比較器的同相輸入端，比較器的反相輸入端的信號(hào)輸入端的信號(hào)Vc是是Vi的低通濾波輸出，它在時(shí)間上比輸入信號(hào)滯的低通濾波輸出，它在時(shí)間上比輸入信號(hào)滯后。比較器的同相、反相輸入端之間的電壓差為：后。比較器的

28、同相、反相輸入端之間的電壓差為： Vr(t)=Vi(t)-Vc(t)=R i(t)=RC dVc(t)/dt 在電容器上電壓達(dá)到峰值之后，積分電阻上的電流方向改在電容器上電壓達(dá)到峰值之后，積分電阻上的電流方向改變，引起比較器輸出的翻轉(zhuǎn)。由于電阻電容組成的是一個(gè)線(xiàn)性網(wǎng)變，引起比較器輸出的翻轉(zhuǎn)。由于電阻電容組成的是一個(gè)線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)，絡(luò)，Vr(t)的過(guò)零點(diǎn)與輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了恒比定時(shí)的過(guò)零點(diǎn)與輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了恒比定時(shí)功能。功能。 返回幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（ARC） 恒比定時(shí)僅僅解決了幅度游動(dòng)效應(yīng)，未曾解決上升時(shí)間游恒比定時(shí)僅僅解決了幅度游動(dòng)效應(yīng)，未曾解

29、決上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。動(dòng)效應(yīng)。ARC定時(shí)可同時(shí)解決幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。定時(shí)可同時(shí)解決幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。它的電路結(jié)構(gòu)完全與恒比定時(shí)相同。但延遲時(shí)間它的電路結(jié)構(gòu)完全與恒比定時(shí)相同。但延遲時(shí)間td應(yīng)滿(mǎn)足：應(yīng)滿(mǎn)足： mdtPt)1 ( 相加后輸出信號(hào)應(yīng)為相加后輸出信號(hào)應(yīng)為 mdimdmmdimddmidmitttPUttttPtttUtttPtttUttttUPtu10)(11解得解得 Pttdz1在ARC定時(shí)中 mdiittPPUtu 1)(mdizittPUtu11)(對(duì)于延遲信號(hào)的觸發(fā)比 mdttPPf1對(duì)于衰減倒相信號(hào)的觸發(fā)比 在tm不是常數(shù)時(shí)， 和 也就不是常數(shù)，因而不是真正恒比 。

30、 f f 返回3. 符合電路符合電路 符合電路基本結(jié)構(gòu)符合電路基本結(jié)構(gòu) 符合曲線(xiàn)符合曲線(xiàn) 快快- -慢符合慢符合符合電路實(shí)例符合電路實(shí)例 返回符合電路基本結(jié)構(gòu)符合電路基本結(jié)構(gòu) 二個(gè)輸入信號(hào)分別經(jīng)過(guò)定時(shí)成形電路之后，使其輸出信號(hào)二個(gè)輸入信號(hào)分別經(jīng)過(guò)定時(shí)成形電路之后，使其輸出信號(hào)前沿晃動(dòng)很小，以寬度分別為前沿晃動(dòng)很小，以寬度分別為 Tw1和和Tw2信號(hào)加入符合門(mén)電信號(hào)加入符合門(mén)電路，只有當(dāng)二個(gè)信號(hào)發(fā)生重疊時(shí)符合門(mén)才有信號(hào)輸出，此路，只有當(dāng)二個(gè)信號(hào)發(fā)生重疊時(shí)符合門(mén)才有信號(hào)輸出，此信號(hào)再經(jīng)過(guò)甄別成形之后輸出。信號(hào)再經(jīng)過(guò)甄別成形之后輸出。 設(shè)二個(gè)輸入信號(hào)到達(dá)時(shí)間設(shè)二個(gè)輸入信號(hào)到達(dá)時(shí)間 分別為分別為t1和

31、和t2，只有滿(mǎn)足，只有滿(mǎn)足 2211wwtttt符合門(mén)才有輸出，其分辨時(shí)間應(yīng)為：符合門(mén)才有輸出，其分辨時(shí)間應(yīng)為： 12wwttwwwttt21wt 2符合電路基本結(jié)構(gòu)符合電路基本結(jié)構(gòu) 以上討論是在理想條件下得到的，即以上討論是在理想條件下得到的，即(1)輸?shù)椒祥T(mén)的信號(hào)是理想矩形脈沖。輸?shù)椒祥T(mén)的信號(hào)是理想矩形脈沖。(2)符合門(mén)和甄別成形電路的渡越時(shí)間為零。符合門(mén)和甄別成形電路的渡越時(shí)間為零。 返回符合曲線(xiàn)符合曲線(xiàn) 為了測(cè)定符合系統(tǒng)（包括探測(cè)器在內(nèi)）的時(shí)間分辨能力，為了測(cè)定符合系統(tǒng)（包括探測(cè)器在內(nèi)）的時(shí)間分辨能力，常利用同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放射源、或用激發(fā)態(tài)壽命常利用同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放

32、射源、或用激發(fā)態(tài)壽命遠(yuǎn)小于系統(tǒng)定時(shí)誤差的放射源來(lái)測(cè)定系統(tǒng)的瞬時(shí)符合曲線(xiàn)。遠(yuǎn)小于系統(tǒng)定時(shí)誤差的放射源來(lái)測(cè)定系統(tǒng)的瞬時(shí)符合曲線(xiàn)。在兩路信號(hào)通道中，用可變延遲線(xiàn)引入它們之間時(shí)間上相在兩路信號(hào)通道中，用可變延遲線(xiàn)引入它們之間時(shí)間上相對(duì)延遲，測(cè)定符合系統(tǒng)的輸出信號(hào)計(jì)數(shù)率和相對(duì)延遲量的對(duì)延遲，測(cè)定符合系統(tǒng)的輸出信號(hào)計(jì)數(shù)率和相對(duì)延遲量的關(guān)系曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)就是瞬間符合曲線(xiàn)。從瞬時(shí)符合曲線(xiàn)，關(guān)系曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)就是瞬間符合曲線(xiàn)。從瞬時(shí)符合曲線(xiàn)，可以求得符合系統(tǒng)的分辨時(shí)間和效率?？梢郧蟮梅舷到y(tǒng)的分辨時(shí)間和效率。 電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 返回電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 用一個(gè)信號(hào)源代替放射源用一個(gè)信號(hào)源代替放射源

33、和探測(cè)器作為二路符合的和探測(cè)器作為二路符合的輸入，測(cè)得瞬時(shí)符合曲線(xiàn)輸入，測(cè)得瞬時(shí)符合曲線(xiàn)僅反映電路本身的特性，僅反映電路本身的特性，稱(chēng)為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn)。稱(chēng)為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn)。 調(diào)節(jié)相對(duì)延遲量，符調(diào)節(jié)相對(duì)延遲量，符合電路輸出信號(hào)送入到一合電路輸出信號(hào)送入到一個(gè)計(jì)數(shù)器去，測(cè)得計(jì)數(shù)率，個(gè)計(jì)數(shù)器去，測(cè)得計(jì)數(shù)率，可以求得相對(duì)計(jì)數(shù)率與延可以求得相對(duì)計(jì)數(shù)率與延遲量的關(guān)系曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)遲量的關(guān)系曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)即為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn)，即為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn)，也就是符合電路產(chǎn)生輸出也就是符合電路產(chǎn)生輸出的概率函數(shù)。的概率函數(shù)。 電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 在理想條件下為在理想條件下為曲線(xiàn)曲線(xiàn) 1 如果考慮到：如果考慮到

34、：(1)輸入信號(hào)有一定上升和下降時(shí)間，而符合門(mén)有一定門(mén)檻電平，因輸入信號(hào)有一定上升和下降時(shí)間，而符合門(mén)有一定門(mén)檻電平，因而對(duì)符合門(mén)輸入來(lái)說(shuō)，有效寬度變小了。而對(duì)符合門(mén)輸入來(lái)說(shuō)，有效寬度變小了。(2)二個(gè)信號(hào)重合時(shí)間減小到一定寬度時(shí)，由于符合門(mén)和其后繼甄別二個(gè)信號(hào)重合時(shí)間減小到一定寬度時(shí)，由于符合門(mén)和其后繼甄別電路有一定渡越時(shí)間，當(dāng)重合時(shí)間太窄時(shí)，不能響應(yīng)，這相當(dāng)于電路有一定渡越時(shí)間，當(dāng)重合時(shí)間太窄時(shí)，不能響應(yīng)，這相當(dāng)于減小了有效寬度。減小了有效寬度。(3)考慮到噪聲疊加在信號(hào)、符合門(mén)的門(mén)檻電平和后繼電路閾值偏置考慮到噪聲疊加在信號(hào)、符合門(mén)的門(mén)檻電平和后繼電路閾值偏置電路上，使有效寬度發(fā)生漲落。

35、電路上，使有效寬度發(fā)生漲落。 由于以上原因，瞬時(shí)符合曲線(xiàn)不僅寬度減小，而且形由于以上原因，瞬時(shí)符合曲線(xiàn)不僅寬度減小，而且形狀上偏離了矩形，為狀上偏離了矩形，為曲線(xiàn)曲線(xiàn)2。這就是實(shí)際電子學(xué)瞬時(shí)符合。這就是實(shí)際電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線(xiàn)。符合分辨時(shí)間定義為瞬時(shí)符合曲線(xiàn)的半高全寬曲線(xiàn)。符合分辨時(shí)間定義為瞬時(shí)符合曲線(xiàn)的半高全寬 FWHM，從圖中，從圖中曲線(xiàn)曲線(xiàn) 2可以求得電子學(xué)分辨時(shí)間可以求得電子學(xué)分辨時(shí)間 FWHME返回物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 用瞬時(shí)符合放射源和探測(cè)用瞬時(shí)符合放射源和探測(cè)器系統(tǒng)替代信號(hào)源作為符器系統(tǒng)替代信號(hào)源作為符合電路信號(hào)輸入，測(cè)得的合電路信號(hào)輸入，測(cè)得的相對(duì)計(jì)數(shù)率與延遲量的關(guān)相對(duì)計(jì)數(shù)率與延遲量

36、的關(guān)系曲線(xiàn)為物理瞬時(shí)符合曲系曲線(xiàn)為物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)包括了探測(cè)器線(xiàn)，此曲線(xiàn)包括了探測(cè)器和定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間晃動(dòng)及和定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間晃動(dòng)及偶然符合等因素。偶然符合等因素。 物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 真符合事件測(cè)得的物理真符合事件測(cè)得的物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn)應(yīng)為輸入瞬時(shí)符合曲線(xiàn)應(yīng)為輸入到符合電路二信號(hào)時(shí)差到符合電路二信號(hào)時(shí)差的概率密度函數(shù)與電子的概率密度函數(shù)與電子學(xué)瞬時(shí)符合函數(shù)的卷積學(xué)瞬時(shí)符合函數(shù)的卷積 )()()(dEdddPtWtPtWE與值相近時(shí)00)()()(padppadpdnntWnntntW真符合事件最大輸入計(jì)數(shù)率 偶然符合計(jì)數(shù)率 真符合事件計(jì)數(shù)率 為時(shí)差漲落的方差 E為電子學(xué)分辨時(shí)間 物理曲線(xiàn)形

37、狀與電物理曲線(xiàn)形狀與電子學(xué)曲線(xiàn)相似子學(xué)曲線(xiàn)相似 E曲線(xiàn)高度下降，形狀變曲線(xiàn)高度下降，形狀變窄，平頂部分消失，這窄，平頂部分消失，這是由于真符合計(jì)數(shù)被丟是由于真符合計(jì)數(shù)被丟失了失了 物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn) 在實(shí)際測(cè)量中，除了真符合事例外，還有大量不屬于同一在實(shí)際測(cè)量中，除了真符合事例外，還有大量不屬于同一核事件互不相關(guān)的粒子進(jìn)入二個(gè)探測(cè)器，它們有可能在分核事件互不相關(guān)的粒子進(jìn)入二個(gè)探測(cè)器，它們有可能在分辨時(shí)間之內(nèi)隨機(jī)地進(jìn)入符合電路各輸入端而產(chǎn)生輸出，稱(chēng)辨時(shí)間之內(nèi)隨機(jī)地進(jìn)入符合電路各輸入端而產(chǎn)生輸出，稱(chēng)這種符合為偶然符合。顯而易見(jiàn)，偶然符合應(yīng)與二個(gè)電路這種符合為偶然符合。顯而易見(jiàn)，偶然符合應(yīng)與二個(gè)電路相

38、對(duì)延遲時(shí)間無(wú)關(guān)。相對(duì)延遲時(shí)間無(wú)關(guān)。 偶然符合計(jì)數(shù)為偶然符合計(jì)數(shù)為 ：ddEadtnntWn21)(21nnnEa隨著隨著 E增加，增加，W(td)曲線(xiàn)高度平移地升高。這正是偶然符合所造成的。曲線(xiàn)高度平移地升高。這正是偶然符合所造成的。 WE(td)把看成寬度為把看成寬度為 E，高度為高度為1的矩形函數(shù)的矩形函數(shù) 物理瞬時(shí)符合曲線(xiàn)由于時(shí)間漲落的影響，一對(duì)真符合信號(hào)到達(dá)符合電路的由于時(shí)間漲落的影響，一對(duì)真符合信號(hào)到達(dá)符合電路的時(shí)差出現(xiàn)晃動(dòng)，當(dāng)時(shí)差出現(xiàn)晃動(dòng)，當(dāng) E選得較小時(shí)真符合事件可能漏記，造選得較小時(shí)真符合事件可能漏記，造成真符合計(jì)數(shù)損失。成真符合計(jì)數(shù)損失。 E越小，損失越多。越小，損失越多。

39、E取得較大時(shí)符合曲線(xiàn)出現(xiàn)平頂，其符合事件可被全部記取得較大時(shí)符合曲線(xiàn)出現(xiàn)平頂，其符合事件可被全部記錄下來(lái)。時(shí)差的漲落對(duì)計(jì)數(shù)率的影響可以忽略。錄下來(lái)。時(shí)差的漲落對(duì)計(jì)數(shù)率的影響可以忽略。 E增大，偶然符合計(jì)數(shù)也正比地增大，偶然符合與真符合增大，偶然符合計(jì)數(shù)也正比地增大，偶然符合與真符合計(jì)數(shù)之比隨之增大。從符合曲線(xiàn)中求得偶然符合計(jì)數(shù)雖計(jì)數(shù)之比隨之增大。從符合曲線(xiàn)中求得偶然符合計(jì)數(shù)雖然可以再?gòu)膶?shí)際曲線(xiàn)中扣除偶然符合計(jì)數(shù)而得到真符合然可以再?gòu)膶?shí)際曲線(xiàn)中扣除偶然符合計(jì)數(shù)而得到真符合計(jì)數(shù)，但這樣會(huì)使統(tǒng)計(jì)誤差增大。計(jì)數(shù)，但這樣會(huì)使統(tǒng)計(jì)誤差增大。 分辨時(shí)間分辨時(shí)間 E的選擇要綜合加以考慮。的選擇要綜合加以考慮。

40、從時(shí)間分辨和減小偶然符合角度來(lái)看，從時(shí)間分辨和減小偶然符合角度來(lái)看， E取小些為好；取小些為好；從真符合計(jì)數(shù)損失來(lái)看，從真符合計(jì)數(shù)損失來(lái)看， E不能取得太小。不能取得太小。符合系統(tǒng)所能達(dá)到的最小分辨時(shí)間，根本上取決于探測(cè)器和符合系統(tǒng)所能達(dá)到的最小分辨時(shí)間，根本上取決于探測(cè)器和定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間漲落大小。定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間漲落大小。 返回快快- -慢符合慢符合 時(shí)間上相關(guān)的事件本身還存在一些特點(diǎn)時(shí)間上相關(guān)的事件本身還存在一些特點(diǎn) ，例如粒，例如粒子的能量有一定范圍，也就是說(shuō)信號(hào)的幅度落在子的能量有一定范圍，也就是說(shuō)信號(hào)的幅度落在一定范圍之內(nèi)。在時(shí)間符合作為基本條件之下用一定范圍之內(nèi)。在時(shí)間符合作為基本條

41、件之下用幅度選擇作為輔助措施來(lái)減小偶然符合。事例的幅度選擇作為輔助措施來(lái)減小偶然符合。事例的候選條件除了時(shí)間甄別之外，再加上幅度甄別。候選條件除了時(shí)間甄別之外，再加上幅度甄別。 但是，經(jīng)過(guò)幅度甄別之后的信號(hào)往往時(shí)間晃但是，經(jīng)過(guò)幅度甄別之后的信號(hào)往往時(shí)間晃動(dòng)都很大，因此在幅度甄別之后再進(jìn)行符合，其動(dòng)都很大，因此在幅度甄別之后再進(jìn)行符合，其分辨時(shí)間不能取得很小，否則會(huì)降低效率（真符分辨時(shí)間不能取得很小，否則會(huì)降低效率（真符合計(jì)數(shù)損失增加），但增大分辨時(shí)間又會(huì)使偶然合計(jì)數(shù)損失增加），但增大分辨時(shí)間又會(huì)使偶然符合增加。為了解決這個(gè)矛盾，常采用快慢符合符合增加。為了解決這個(gè)矛盾，常采用快慢符合技術(shù)。技術(shù)

42、。 快快- -慢符合慢符合 探測(cè)器信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路后進(jìn)入快符合電路，因而探測(cè)器信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)檢電路后進(jìn)入快符合電路，因而時(shí)間晃動(dòng)很小，可選取很小的分辨時(shí)間。同時(shí)，這一對(duì)時(shí)間晃動(dòng)很小，可選取很小的分辨時(shí)間。同時(shí)，這一對(duì)探測(cè)器信號(hào)又分別經(jīng)過(guò)單道分析器進(jìn)行幅度選擇。只有探測(cè)器信號(hào)又分別經(jīng)過(guò)單道分析器進(jìn)行幅度選擇。只有在時(shí)間和幅度上都滿(mǎn)足給定條件時(shí)，三重慢符合電路才在時(shí)間和幅度上都滿(mǎn)足給定條件時(shí)，三重慢符合電路才產(chǎn)生輸出。其中延遲線(xiàn)產(chǎn)生輸出。其中延遲線(xiàn)td是為了補(bǔ)償單道分析器產(chǎn)生的是為了補(bǔ)償單道分析器產(chǎn)生的時(shí)延時(shí)延。 返回符合電路實(shí)例符合電路實(shí)例四路輸入信號(hào)先經(jīng)四路輸入信號(hào)先經(jīng)MC10E1651比較器甄別

43、輸出，然后用比較器甄別輸出，然后用MC10EL01D進(jìn)行進(jìn)行“與與”或者或者“或或”邏輯，再通過(guò)單穩(wěn)態(tài)芯邏輯，再通過(guò)單穩(wěn)態(tài)芯片片MC10198調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度，最后分別轉(zhuǎn)換成快調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度，最后分別轉(zhuǎn)換成快NIM和和TTL輸出輸出 。最小時(shí)間窗可達(dá)到。最小時(shí)間窗可達(dá)到2ns。返回4. 時(shí)間分析器時(shí)間分析器 時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間數(shù)字變換時(shí)間數(shù)字變換 TDCTDC 時(shí)間時(shí)間- -幅度變換器（幅度變換器（TACTAC）基于幅度基于幅度-時(shí)間修正的時(shí)間間隔測(cè)量時(shí)間修正的時(shí)間間隔測(cè)量返回時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間分析器的構(gòu)成 常用的有兩類(lèi)時(shí)間分析器常用的有兩類(lèi)時(shí)間分析器 二個(gè)信號(hào)加入到時(shí)間

44、間隔編碼電路即二個(gè)信號(hào)加入到時(shí)間間隔編碼電路即 TDC， TDC輸出的數(shù)碼正輸出的數(shù)碼正比于信號(hào)間的時(shí)間間隔，再將其送入數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)；比于信號(hào)間的時(shí)間間隔，再將其送入數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)；a.二個(gè)信號(hào)輸入到時(shí)間間隔幅度變換電路即二個(gè)信號(hào)輸入到時(shí)間間隔幅度變換電路即 TAC， TAC的輸出幅的輸出幅度正比于信號(hào)間的時(shí)間間隔，然后送到度正比于信號(hào)間的時(shí)間間隔，然后送到 ADC，進(jìn)行幅度，進(jìn)行幅度-數(shù)字?jǐn)?shù)字變換，再送入數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)。變換，再送入數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)。 時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間分析器的構(gòu)成 時(shí)間分析器用來(lái)測(cè)量時(shí)間譜，即計(jì)數(shù)隨時(shí)時(shí)間分析器用來(lái)測(cè)量時(shí)間譜，即計(jì)數(shù)隨時(shí)間間隔分布曲線(xiàn)。它的

45、作用與幅度分析中間間隔分布曲線(xiàn)。它的作用與幅度分析中多道脈沖幅度分析器相當(dāng)。多道脈沖幅度分析器相當(dāng)。 關(guān)鍵部分是關(guān)鍵部分是 TDC和和TAC返回時(shí)間數(shù)字變換時(shí)間數(shù)字變換 TDCTDC 起始停止計(jì)數(shù)器型TDC 基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（Time Interpolating）的TDC 基于時(shí)間郵戳（Time Stamp）技術(shù)的TDC 基于時(shí)間放大技術(shù)的TDC 返回起始停止計(jì)數(shù)器型起始停止計(jì)數(shù)器型TDC 待測(cè)的起始（待測(cè)的起始（start）和停止（）和停止（stop）二個(gè)信號(hào)分別輸入）二個(gè)信號(hào)分別輸入到觸發(fā)觸復(fù)器（到觸發(fā)觸復(fù)器（FF）S和和R二端，二端，F(xiàn)F輸出信號(hào)輸出信號(hào)T的寬度應(yīng)的寬度應(yīng)為二個(gè)輸入信號(hào)的

46、時(shí)間間隔為二個(gè)輸入信號(hào)的時(shí)間間隔,用來(lái)控制時(shí)鐘門(mén)用來(lái)控制時(shí)鐘門(mén)And，時(shí)鐘，時(shí)鐘振蕩器的時(shí)鐘脈沖加到時(shí)鐘門(mén)輸入端，因此通過(guò)時(shí)鐘門(mén)的振蕩器的時(shí)鐘脈沖加到時(shí)鐘門(mén)輸入端，因此通過(guò)時(shí)鐘門(mén)的脈沖個(gè)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)m將正比于信號(hào)將正比于信號(hào)T的寬度，即正比于二個(gè)輸入信的寬度，即正比于二個(gè)輸入信號(hào)的時(shí)間間隔號(hào)的時(shí)間間隔tm=tstop-tstart m= (tstop-tstart)/T0取整數(shù)取整數(shù) T0為時(shí)鐘脈沖的周期。再將此系列脈沖輸入到計(jì)數(shù)器，為時(shí)鐘脈沖的周期。再將此系列脈沖輸入到計(jì)數(shù)器，進(jìn)行串行進(jìn)行串行-并行變換，經(jīng)過(guò)譯碼后以二進(jìn)制數(shù)碼并行輸出。并行變換，經(jīng)過(guò)譯碼后以二進(jìn)制數(shù)碼并行輸出。計(jì)數(shù)器目前多采用

47、計(jì)數(shù)器目前多采用Gray碼計(jì)數(shù)器。碼計(jì)數(shù)器。起始停止計(jì)數(shù)器型起始停止計(jì)數(shù)器型TDC 直接計(jì)數(shù)器型直接計(jì)數(shù)器型TDC的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，大尺度時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，大尺度時(shí)間測(cè)量范圍，且全數(shù)字化，易于集成。間測(cè)量范圍，且全數(shù)字化，易于集成。 時(shí)間精度（一個(gè)時(shí)間精度（一個(gè)LSB代表的時(shí)間間隔量）受到時(shí)代表的時(shí)間間隔量）受到時(shí)鐘頻率以及它的穩(wěn)定性限制鐘頻率以及它的穩(wěn)定性限制 ，因?yàn)楦邥r(shí)鐘頻率，因?yàn)楦邥r(shí)鐘頻率（1GHz以上）在工藝和電路結(jié)構(gòu)上要付出很高代以上）在工藝和電路結(jié)構(gòu)上要付出很高代價(jià)。這種價(jià)。這種TDC的時(shí)間精度在的時(shí)間精度在ns量級(jí)。量級(jí)。 采用自激時(shí)鐘振蕩器會(huì)造成采用自激時(shí)鐘振蕩器會(huì)造成2 T

48、0的誤差，采用它的誤差，采用它激時(shí)鐘振蕩器誤差可以減小到激時(shí)鐘振蕩器誤差可以減小到1 T0，但是在一般，但是在一般情況下，振蕩器起振階段，頻率和幅度不穩(wěn)定，情況下，振蕩器起振階段，頻率和幅度不穩(wěn)定，也會(huì)帶來(lái)誤差。也會(huì)帶來(lái)誤差。返回自然二進(jìn)制碼可以直接由數(shù)自然二進(jìn)制碼可以直接由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，但模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，但在某些情況，例如從十進(jìn)制的在某些情況，例如從十進(jìn)制的3轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為4時(shí)二進(jìn)制碼的每一時(shí)二進(jìn)制碼的每一位都要變，能使數(shù)字電路產(chǎn)生很大的尖峰電流脈沖。而格位都要變，能使數(shù)字電路產(chǎn)生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒(méi)有這一缺點(diǎn)，它在相鄰位間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一位產(chǎn)雷碼則沒(méi)有這一缺點(diǎn)

49、，它在相鄰位間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一位產(chǎn)生變化。它大大地減少了由一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)時(shí)邏輯生變化。它大大地減少了由一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)時(shí)邏輯的混淆。格雷碼僅改變一位，這樣與其它編碼同時(shí)改變兩的混淆。格雷碼僅改變一位，這樣與其它編碼同時(shí)改變兩位或多位的情況相比更為可靠，即可減少出錯(cuò)的可能性。位或多位的情況相比更為可靠，即可減少出錯(cuò)的可能性。 返回基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（Time Interpolating）的）的TDC 要滿(mǎn)足高時(shí)間精度和大尺度測(cè)量范圍的要滿(mǎn)足高時(shí)間精度和大尺度測(cè)量范圍的TDC 目前采目前采用所謂的用所謂的“粗粗”計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)（Coarse Counting）和）和“細(xì)細(xì)”時(shí)間

50、測(cè)量（時(shí)間測(cè)量（Fine Measurement）相結(jié)合的方法。）相結(jié)合的方法。 這種方法中，這種方法中，“粗粗”計(jì)數(shù)一般由高性能的直接計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)一般由高性能的直接計(jì)數(shù)器型器型TDC。使用的參考時(shí)鐘頻率一般在數(shù)百。使用的參考時(shí)鐘頻率一般在數(shù)百M(fèi)Hz，達(dá)到幾個(gè)達(dá)到幾個(gè)ns的時(shí)間精度；而的時(shí)間精度；而“細(xì)細(xì)”時(shí)間測(cè)量的實(shí)現(xiàn)時(shí)間測(cè)量的實(shí)現(xiàn)則依靠時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（則依靠時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（Time Interpolation），在一），在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行時(shí)間內(nèi)插，達(dá)到亞納秒（個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行時(shí)間內(nèi)插，達(dá)到亞納秒（100 ps 10ps）的時(shí)間分辨。）的時(shí)間分辨。 時(shí)間內(nèi)插技術(shù)的基本思想是采用適當(dāng)?shù)姆椒▽r(shí)間內(nèi)插

51、技術(shù)的基本思想是采用適當(dāng)?shù)姆椒▽ⅰ按执帧庇?jì)數(shù)使用的參考時(shí)鐘的周期細(xì)分為計(jì)數(shù)使用的參考時(shí)鐘的周期細(xì)分為M個(gè)等分，并利用個(gè)等分，并利用其將被測(cè)時(shí)間間隔與其將被測(cè)時(shí)間間隔與“粗粗”計(jì)數(shù)器記錄的時(shí)間計(jì)數(shù)器記錄的時(shí)間(nT0)之差記錄下來(lái)，等效于將時(shí)鐘信號(hào)的頻率提高了之差記錄下來(lái)，等效于將時(shí)鐘信號(hào)的頻率提高了M倍。倍。一個(gè)直接的方法就是利用若干個(gè)等分的一個(gè)直接的方法就是利用若干個(gè)等分的時(shí)間延遲單時(shí)間延遲單元元，如，如M個(gè)抽頭個(gè)抽頭“延遲線(xiàn)延遲線(xiàn)”來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)插。來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)插?；跁r(shí)間內(nèi)插技術(shù)（基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（Time Interpolating）的）的TDC 受受Start和和Stop控制的控制的2

52、50MHz頻率的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)頻率的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)n位計(jì)數(shù)器計(jì)位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，產(chǎn)生數(shù)，產(chǎn)生4ns時(shí)間分辨的時(shí)間分辨的“粗粗”計(jì)數(shù)。同時(shí)在時(shí)鐘通道中插入一計(jì)數(shù)。同時(shí)在時(shí)鐘通道中插入一個(gè)個(gè)8抽頭抽頭“延遲線(xiàn)延遲線(xiàn)”，各抽頭組，各抽頭組成成0.5ns的延遲單元，其輸出被的延遲單元，其輸出被送入各送入各符合電路符合電路的相應(yīng)輸入端，的相應(yīng)輸入端，Stop信號(hào)則作為一個(gè)公共信號(hào)信號(hào)則作為一個(gè)公共信號(hào)送入各符合電路的另一輸入端，送入各符合電路的另一輸入端，與延遲線(xiàn)上傳輸?shù)男盘?hào)做與延遲線(xiàn)上傳輸?shù)男盘?hào)做符合符合，記錄下當(dāng)記錄下當(dāng)Stop信號(hào)到來(lái)時(shí)，時(shí)信號(hào)到來(lái)時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)在鐘信號(hào)在“延遲線(xiàn)延遲線(xiàn)”上傳輸?shù)奈簧蟼鬏數(shù)奈恢茫?/p>

53、即延遲的時(shí)間量。置，即延遲的時(shí)間量。 該信息經(jīng)譯碼電路給出時(shí)間數(shù)據(jù)該信息經(jīng)譯碼電路給出時(shí)間數(shù)據(jù)的最低的的最低的3位數(shù)據(jù)，相當(dāng)于將位數(shù)據(jù)，相當(dāng)于將“粗粗”時(shí)間計(jì)數(shù)的時(shí)鐘周期細(xì)分時(shí)間計(jì)數(shù)的時(shí)鐘周期細(xì)分了了8個(gè)等分，實(shí)現(xiàn)了個(gè)等分，實(shí)現(xiàn)了0.5ns的時(shí)的時(shí)間分辨。間分辨。 幾種幾種“延遲線(xiàn)延遲線(xiàn)”技術(shù)技術(shù) 門(mén)電路組成的延遲電路門(mén)電路組成的延遲電路 鎖相環(huán)（鎖相環(huán)（Phase Locked Loop，簡(jiǎn)稱(chēng)為：，簡(jiǎn)稱(chēng)為：PLL）技術(shù)技術(shù) 延遲鎖定環(huán)（延遲鎖定環(huán)（Delay Locked Loop，簡(jiǎn)稱(chēng)為：，簡(jiǎn)稱(chēng)為：DLL）技術(shù)）技術(shù) 無(wú)源無(wú)源RC延遲線(xiàn)延遲線(xiàn) 返回門(mén)電路組成的延遲電路門(mén)電路組成的延遲電路

54、通常是由兩個(gè)通常是由兩個(gè)CMOS反向器反向器門(mén)電路構(gòu)成一個(gè)延遲單元。門(mén)電路構(gòu)成一個(gè)延遲單元。時(shí)間分辨則由一個(gè)延遲單元時(shí)間分辨則由一個(gè)延遲單元的延遲時(shí)間所決定。這種方的延遲時(shí)間所決定。這種方法電路簡(jiǎn)單，占用較少的資法電路簡(jiǎn)單，占用較少的資源，易于與其它電路部分集源，易于與其它電路部分集成為單片的成為單片的TDC集成芯片。集成芯片。缺點(diǎn)是門(mén)電路的延遲時(shí)間容缺點(diǎn)是門(mén)電路的延遲時(shí)間容易受到供電電壓波動(dòng)和溫度易受到供電電壓波動(dòng)和溫度變化的影響而產(chǎn)生變化，需變化的影響而產(chǎn)生變化，需要經(jīng)常進(jìn)行刻度。要經(jīng)常進(jìn)行刻度。返回鎖相環(huán)技術(shù)鎖相環(huán)技術(shù) 在時(shí)間內(nèi)插電路應(yīng)用中，門(mén)電路延遲線(xiàn)是作為在時(shí)間內(nèi)插電路應(yīng)用中，門(mén)電路

55、延遲線(xiàn)是作為VCO（Voltage Controlled Oscillator）的一部分放在環(huán)中，）的一部分放在環(huán)中，構(gòu)成一個(gè)環(huán)形振蕩器，振蕩周期由門(mén)電路的延遲時(shí)間所決構(gòu)成一個(gè)環(huán)形振蕩器，振蕩周期由門(mén)電路的延遲時(shí)間所決定。當(dāng)供電電壓變化或者是溫度變化時(shí)，利用負(fù)反饋機(jī)制，定。當(dāng)供電電壓變化或者是溫度變化時(shí)，利用負(fù)反饋機(jī)制，改變各門(mén)電路單元的供電電流，調(diào)整和穩(wěn)定各門(mén)電路單元改變各門(mén)電路單元的供電電流，調(diào)整和穩(wěn)定各門(mén)電路單元的延遲時(shí)間，穩(wěn)定的延遲時(shí)間，穩(wěn)定VCO的輸出頻率。因此消除了由于供的輸出頻率。因此消除了由于供電電壓變化和溫度變化帶來(lái)的延遲時(shí)間變化。另外，這種電電壓變化和溫度變化帶來(lái)的延遲時(shí)間

56、變化。另外，這種電路還具有易于集成，功耗小的優(yōu)點(diǎn)。電路還具有易于集成，功耗小的優(yōu)點(diǎn)。 返回延遲鎖定環(huán)技術(shù)延遲鎖定環(huán)技術(shù) DLL技術(shù)與技術(shù)與PLL技術(shù)很類(lèi)似，也是將門(mén)電路延遲線(xiàn)放在反技術(shù)很類(lèi)似，也是將門(mén)電路延遲線(xiàn)放在反饋環(huán)中，通過(guò)相位檢測(cè)，調(diào)整各門(mén)電路單元的供電電壓，饋環(huán)中，通過(guò)相位檢測(cè)，調(diào)整各門(mén)電路單元的供電電壓，調(diào)整和穩(wěn)定各門(mén)電路單元的延遲時(shí)間。在調(diào)整和穩(wěn)定各門(mén)電路單元的延遲時(shí)間。在DLL電路中，輸電路中，輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘直接與其通過(guò)門(mén)電路延遲線(xiàn)后的信號(hào)進(jìn)行相位入?yún)⒖紩r(shí)鐘直接與其通過(guò)門(mén)電路延遲線(xiàn)后的信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)。門(mén)電路延遲線(xiàn)并不形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，檢測(cè)。門(mén)電路延遲線(xiàn)并不形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 所以不存在所

57、以不存在VCO電路，而是形成一個(gè)所謂的電路，而是形成一個(gè)所謂的VCDL（Voltage Controlled Delay Line）電路。）電路。返回?zé)o源無(wú)源RC延遲線(xiàn)延遲線(xiàn) DLL電路的每個(gè)延遲單元輸出都同時(shí)送入各電路的每個(gè)延遲單元輸出都同時(shí)送入各Hit寄存器的寄存器的相應(yīng)相應(yīng)D輸入端，當(dāng)一個(gè)物理事例信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，輸入端，當(dāng)一個(gè)物理事例信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，Hit信號(hào)經(jīng)一信號(hào)經(jīng)一個(gè)個(gè)RC延遲線(xiàn)，產(chǎn)生延遲線(xiàn)，產(chǎn)生M個(gè)不同相位延遲的信號(hào)將當(dāng)前個(gè)不同相位延遲的信號(hào)將當(dāng)前DLL的時(shí)鐘沿狀態(tài)記錄下來(lái)。設(shè)的時(shí)鐘沿狀態(tài)記錄下來(lái)。設(shè)RC延遲線(xiàn)的單元延遲時(shí)間等延遲線(xiàn)的單元延遲時(shí)間等于于tN/M，則所得到時(shí)間精度為：，則所

58、得到時(shí)間精度為：Tbin = TRef / N.M，其中，其中，N為為DLL的延遲單元個(gè)數(shù)，的延遲單元個(gè)數(shù)，M為為RC延遲線(xiàn)的延遲單元個(gè)數(shù)。延遲線(xiàn)的延遲單元個(gè)數(shù)。 返回基于時(shí)間郵戳（基于時(shí)間郵戳（Time Stamp）技術(shù)的）技術(shù)的TDC 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的TDC測(cè)量時(shí)間間隔采用所謂的測(cè)量時(shí)間間隔采用所謂的“Start-Stop”技術(shù)，即用技術(shù)，即用Start信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)TDC計(jì)數(shù)，用計(jì)數(shù)，用Stop信號(hào)停止計(jì)數(shù)。信號(hào)停止計(jì)數(shù)。 把把Start和和Stop都作為一個(gè)擊中（都作為一個(gè)擊中（HIT），時(shí)間郵），時(shí)間郵戳（戳（Time Stamp，或稱(chēng)為時(shí)間標(biāo)記）技術(shù)是通，或稱(chēng)為時(shí)間標(biāo)記）技術(shù)是通過(guò)記

59、錄每個(gè)過(guò)記錄每個(gè)HIT發(fā)生的時(shí)刻，再由數(shù)據(jù)處理電路發(fā)生的時(shí)刻，再由數(shù)據(jù)處理電路（如（如DSP）計(jì)算得到）計(jì)算得到 HIT 之間的時(shí)間間隔，這已之間的時(shí)間間隔，這已成為比較通用的方法。成為比較通用的方法。 HIT發(fā)生的時(shí)刻的記錄是采用發(fā)生的時(shí)刻的記錄是采用“粗粗”計(jì)數(shù)和計(jì)數(shù)和“細(xì)細(xì)”時(shí)間測(cè)量相結(jié)合方法，時(shí)間測(cè)量相結(jié)合方法， “細(xì)細(xì)”時(shí)間測(cè)量采用時(shí)間測(cè)量采用“延延遲線(xiàn)遲線(xiàn)”時(shí)間內(nèi)插和符合方法。時(shí)間內(nèi)插和符合方法?；跁r(shí)間郵戳（基于時(shí)間郵戳（Time Stamp）技術(shù)的）技術(shù)的TDC 歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室推出的通用性極強(qiáng)的高集成歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室推出的通用性極強(qiáng)的高集成度度TDC芯片芯片HPTDC基于

60、時(shí)間郵戳技術(shù)的基于時(shí)間郵戳技術(shù)的TDC，時(shí)，時(shí)間精度為間精度為25ps 。 ACAM公司的公司的GPX和和GP2是基于時(shí)間郵戳技術(shù)的是基于時(shí)間郵戳技術(shù)的TDC商業(yè)產(chǎn)品。時(shí)間精度也在幾十商業(yè)產(chǎn)品。時(shí)間精度也在幾十ps。返回基于時(shí)間放大技術(shù)的基于時(shí)間放大技術(shù)的TDC Wilkinson型型TDC 游標(biāo)尺（游標(biāo)尺（Vernier）計(jì)時(shí)器）計(jì)時(shí)器返回Wilkinson型型TDCWilkinson型型TDC是上世紀(jì)是上世紀(jì)50年代提出的，其基本思想是基于所謂的年代提出的，其基本思想是基于所謂的時(shí)間放大（時(shí)間放大（Time Stretch）原理，人們也常稱(chēng)其為雙斜率型）原理，人們也常稱(chēng)其為雙斜率型TDC。