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  ロックインアンプ
 リチウムイオン電池、燃料電池、太陽電池等、各種電池の評価から、
有機ELや液晶等の物性評価まで幅広く対応できる計測・評価システムを
供給しています。
タイムデジタイザ
タイミングディスクリミネータ
Timing Discriminators
タイミングディスクリミネータは、マイクロチャンネルプレート、高電子増倍管やフォトダイオードなどのディテクタからの微小信号をノイズから分離し、安定なタイミングパスルをタイムデジタイザ等に供給します。ディテクタからの信号振幅が変化しても、出力信号タイミングが一定になるよう、ゼロクロス技術を搭載している機種もあります。またSIGNAL RECOVERY社は、タイミングディスクリミネータを内蔵しているタイムデジタイザ(MCS-PCI-P型)もご提供します。
 
製品一覧
 
 
 

製品別性能一覧
 
 
品 名
1GHz増幅器/
タイミングディスクリミネータ
ピコ秒タイミングディスクリミネータ
4チャンネルコンスタントフラクションディスクリミネータ
型 名
9327-P
9307-P
935-P
特 長 コンパクトな筺体に1GHz増幅器とレベルディスクリミネータが統合されたモデル。高速マイクロチャンネルプレート、光電子増倍管、高速フォトダイオードに最適。 シングル幅NIMモジュールのレベルディスクリミネータ。高速マイクロチャンネルプレートに最適。 シングル幅NIMモジュールの4チャンネルコンスタントフラクションディスクリミネータ。1n秒までのパルス幅に対応し、パルスゲートコントロール機能搭載。
チャンネル 1 1 4
最高バーストレート 100MHz 100MHz 200MHz
パスルペア分解能 10n秒 10n秒 5n秒
モード pT pT CFD
(LE)
BKO
CFDフラクション 0.2
タイミングディスクリミネータとは
簡単なカウントアプリケーションでも、小振幅ノイズとより振幅の大きい信号を区別することは重要です。そのために、どのタイミングディスクリミネータにも、ローレベルしきい値が用意されています。しきい値をおおまかに設定する方法は次のとおりです。まず分子イオン源をオフします。次に、ディスクリミネータ出力パルスのレートが突然増大するまで、しきい値を下げます。その後、その高いカウント率が殆どゼロになるまで、しきい値を上げ決定します。この調整を行うために、MCS-PCI-P型、レートメータやカウンタ/タイマ、タイムデジタイザなどを使用し、ディスクリミネータからの出力ロジックパルスをカウントします。 オシロスコープがあれば、出力カウントレートをモニタすることができます。
 
MCS-PCI-P型の入力には、必要なノイズディスクリミネータ機能が組み込まれているので、下図ダイヤグラムで表現されたカウントアプリケーションにおいては、別個のタイミングディスクリミネータは必要でありません。 また、9353P型タイムデジタイザは、スタートとストップ入力のためのノイズディスクリミネータが内蔵されています。最小のパルスペアの分解時間が、パルス振幅の立ち上がり/立下り時の無効時間(「Walk」)より重要な場合には、外部のタイミングディスクリミネータは不要になります。
最も軽い分子の飛行時間の固有の変化が、検出器パルスの立ち上がり時間に比べて大きくないアプリケーションに関し、最も良い時間/質量分解能を達成するためには、「Walk」を最小化するタイミングディスクリミネータが必要になります。「Walk」は下図のとおり、同じ立ち上がり時間で振幅が異なる2つ信号に対し簡単に説明します。 パルスの到着時刻は、パルスの先端スロープが固定されたディスクリミネータしきい値を横切るタイミングで決定されます。 明らかに、より大きな電圧振幅を持つパルスは、少ない振幅を持つパルスより早くしきい値横切ります。パルス振幅が減少する時に、到着時刻マーカが遅延するので、交差時間のこの差は一般に「Walk」と呼ばれています。 「Walk」はパルスの立ち上がり時間とほぼ等しい量、時間分解能に関与します。パルス振幅変化はランダムなので、「Walk」の影響は他のタイミング不確実性同様、個々のタイミング不確実性の二乗の総和の平方根で加えられます。
「Walk」は、振幅の異なるパルスが固定されたディスクリミネータのしきい値を横切る時間の違いです。
 
タイミングディスクリミネータにおいて、二つの手法がタイミングスペクトルへの「Walk」の影響を取り除くために使われます。一番目は935-P型に搭載されている、コンスタントフラクション・タイミングディスクリミネータです。下図のように回路の中で、減衰された入力信号に対し、オリジナルを遅延し反転した信号を加えます。
タイミングディスクリミネータにおけるコンスタントフラクション信号の形成
 
オリジナルパルスに対し、リーディングエッジにおいて約20%の振幅パルスがベースラインを横切るバイポーラパルスが結果となります。振幅変化とは無関係に、すべてのパルスのゼロクロスはタイミングは同じになります。その結果、ディスクリミネータはゼロクロスで起動する「Walk]を取り除きます。 このコンスタントフラクション・タイミングディスクリミネータは、立ち上がり時間1n秒以上のパルスに最適です。
 
二番目はバイポーラパスルによる手法です。立ち上がり時間1n秒以下やパルス幅1n秒以下(半値幅)を持つパルスに対しては、下図のようにより高度なテクニックを用い、パルスの最大振幅の後でゼロクロスするバイポーラパルスを生成します。
高速マイクロチャネルプレート・ディテクタ用、ピコタイミングディスクリミネータで使われるバイポーラパスル波形。 ゼロクロスポイントで到達時間を得ることができます。

このアプローチは、 9327-P1型1GHz増幅器/タイミングディスクリミネータ、並びに9307-P型ピコ秒タイミングディスクリミネータで使用されます。 すべてのパルスが同時にゼロクロスするので、パルス振幅にかかわらず、この方法も「Walk」を取り除きます。最高速のマイクロチャネルプレート・ディテクタによる非常に幅が細いパルス信号に理想的です。
 

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