JP2018532101A - 信号パルスを検出するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
デジタル信号を評価するシステムのノイズ成分を遮断するため、検出閾値が、閾値として採用される。1つの信号パルスの検出が、この閾値の上で開始する。当該検出閾値によって確定された条件が、それぞれ個々のサンプリングに対して確認され得る。当該検出閾値の機能が、従来の技術において計数イベントを生成するために使用されるような閾値とは違う点に留意すべきである。何故なら、当該検出閾値は、専ら粒子を計数するための基準として使用されないからである。
連続する2つのデータ点間の最小の信号立ち上がりを確定する1つのパラメータが、1つの信号パルスの立ち上がりと、この信号パルスの周波数とに対する特性値として使用される。連続する複数のサンプリング間の勾配が、当該最小の信号立ち上がりの上方に存在するときに、1つの信号パルスを検出するための第1条件が充足されている。このパラメータ(又はこのパラメータに関連する条件)を評価するためには、2つのサンプリング間の勾配を算出することが必要である。このパラメータに関する情報は、1つのサンプリングのただ1つの値に基づいて取得され得ない。
勾配の値に加えて、1つの信号パルスの振幅も、この信号パルスを正確に検出するために重要である。当該最小勾配期間のパラメータは、連続して上昇する複数のデータ点の最小数を規定する。これらのデータ点は、信号パルスとして検出され得る信号推移を示す必要がある。組み合わせることで、当該最小立ち上がりエッジ(min_incr)のパラメータと当該最小勾配期間(peak_valid)とに基づいて検査された条件が、低域通過フィルタとして使用される。この場合、重畳したノイズから生成される信号ピークがフィルタリングされる。
1つの信号パルスを検出するためには、この信号パルスが、1つのピーク値に達したか否かがさらに確認される必要がある。最小立ち下がりエッジに関する値を下回る降下が、上昇に続くときに、1つのピーク値に到達する。したがって、当該最小立ち下がりエッジ(min_decr)は、最小立ち上がりエッジ(min_incr)と対を成すものである。時間的に狭く続くか又は部分的に重なった複数の信号パルスを分離する場合、このパラメータ(又はこの部分条件)は非常に重要になる。
2 信号パルス
3 光検出器
4 トランスインピーダンスアンプ
5 補償器
6 AD変換器
7 デジタルデータストリーム
8 サンプリング
9 検出装置
10 評価装置
11 フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)
12 アナログ信号経路
13 信号パルス検出評価部
14 計数アルゴリズム部
15 ドリフト検出器
16 勾配評価部
17 検出部
18 閾値部
Claims (15)
- 粒子計数器の1つのアナログ測定信号(1)中の複数の信号パルス(2)を検出するための設備であって、この設備は、AD変換器(6)と評価装置(10)とを有する当該設備において、
前記評価装置(10)が、勾配評価器(16)を有し、この勾配評価器(16)は、前記AD変換器(6)のデジタルデータストリーム(7)中の隣接した複数のサンプリング(8)間の複数の勾配を評価することによってリアルタイムで複数の信号パルス(2)を認識することを特徴とする設備。 - 前記AD変換器(6)は、前記デジタルデータストリーム(7)を、50MSPSを超える、特に50〜105MSPSの範囲内のサンプリング速度(fS)で生成することを特徴とする請求項1に記載の設備。
- 複数の信号パルス(2)の検出が、集積回路、特にフィールドプログラマブルゲートアレイ(11)内で実行されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の設備。
- 前記評価装置(10)は、検出器(17)を有し、連続する複数のサンプリング(8)が、1つのパラメータセットの複数の条件を充足するときに、この検出器(17)は、1つの信号パルス(2)を検出し、このパラメータセットは、最小立ち上がりエッジ(min_incr)、最小勾配期間(peak_valid)及び/又は最小立ち下がりエッジ(min_decr)から選択されている少なくとも1つのパラメータを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の設備。
- 前記評価装置(10)は、1つの閾値器(18)を有し、この閾値器(18)は、所定の1つの検出閾値(thrhld)を下回ったときにサンプリング(8)をその評価から除外することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の設備。
- 前記評価装置(10)は、ドリフト検出部を有し、このドリフト検出部は、前記測定信号(1)のドリフト挙動を検出し及び/又は評価するための基準を認識し評価することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の設備。
- 前記ドリフト挙動を検出し及び/又は評価するための基準は、背景光(Vcomp)の変化、平均の信号パルス振幅(Apeak)及び/又は平均の信号パルス期間(Tpeak)を含むことを特徴とする請求項6に記載の設備。
- 前記設備は、前記粒子計数器内のドリフト挙動を補償するための補償器(5)を有し、この補償器(5)の制御変数(Vcomp)が、前記測定信号(1)のドリフト挙動を検出し及び/又は評価するために前記評価装置(10)に伝送されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の設備。
- 整備時点が、ドリフト挙動に基づいて算出されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の設備の使用。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の設備によって1つのアナログ測定信号(1)中の複数の信号パルス(2)を検出するための方法において、
評価装置(10)が、AD変換器(6)のデジタルデータストリーム(7)中の隣接した複数のサンプリング(8)間の複数の勾配を評価することによってリアルタイムで複数の信号パルス(2)を認識することを特徴とする方法。 - 連続する複数のサンプリング(8)が、1つのパラメータセットの複数の条件を充足するときに、1つの信号パルス(2)が検出され、このパラメータセットは、最小立ち上がりエッジ(min_incr)、最小勾配期間(peak_valid)及び/又は最小立ち下がりエッジ(min_decr)から選択されている少なくとも1つのパラメータを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- サンプリング(8)が、所定の1つの検出閾値(thrhld)を超えたときだけ評価される請求項10又は11に記載の方法。
- 測定されるパルス群(1)のドリフト挙動を検出し及び/又は評価するための基準が認識され、前記ドリフト挙動を検出し及び/又は評価するための基準は、特に、背景光(Vcomp)の変化、平均の信号パルス振幅(Apeak)及び/又は平均の信号パルス期間(Tpeak)を含むことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。
- サンプリング間隔(tS)に対する平均の信号パルス期間(Tpeak)の最小比は、40未満、好ましくは20未満、特に6未満であることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 部分的に重なっている複数の信号パルスを検出するため、理想的な信号波形からの偏差が、定量化され、その後に考慮されることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の方法。
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