JPH0638107B2 - デツドタイム補正方法 - Google Patents

デツドタイム補正方法

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JPH0638107B2
JPH0638107B2 JP61060436A JP6043686A JPH0638107B2 JP H0638107 B2 JPH0638107 B2 JP H0638107B2 JP 61060436 A JP61060436 A JP 61060436A JP 6043686 A JP6043686 A JP 6043686A JP H0638107 B2 JPH0638107 B2 JP H0638107B2
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JP
Japan
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signal
amplifier
time
input
dead time
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JP61060436A
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芳博 脇山
剛士 青山
佳郎 大西
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/17Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/171Compensation of dead-time counting losses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば放射線計測分野などで多用されるパル
ス波高分析装置において利用されるリニアアンプやアナ
ログ/デジタル変換器(以下、ADCという)における
デッドタイム補正方法に関する。
〔従来の技術〕
放射線計測を行う場合、その入力信号は例えば第8図に
示すような形状をしており、この信号にはノイズ成分が
のっている。そこで、従来においては、例えば、第9図
に示すようなリニアアンプLAでフィルターをかけてS
/Nを向上させている。ここで、リニアアンプLAと
は、入力信号Sの波形を整形するとともに増幅する波
形整形増幅回路SAと、この波形整形増幅回路SAと並
列に接続され、波形整形増幅回路SAより高速に(例え
ば20倍程度)信号処理を行うところの周波数帯域幅の
パルス幅が狭いより高速の波形整形増幅回路FAと、制
御回路CCによって制御される出力ゲートGとからな
る。なお、リニアアンプLAによっては、出力ゲートG
を備えてなく、別の出力ゲートと接続されるものもあ
る。また、以下において、波形整形増幅回路SAをスロ
ーアンプSAといい、高速の波形整形増幅回路FAをフ
ァーストアンプFAというものとする。
そして、上記構成のリニアアンプLAにおいては、前記
入力信号SがスローアンプSAに到達したか否かを監
視するため、ファーストアンプFAによって入力信号S
にフィルターをかけるようにしている。このファース
トアンプFAの出力は、スローアンプSAに信号が入力
したか否か、パイルアップ(信号の重なり)が発生した
否かなどをスローアンプSAの出力の取扱いに対する制
御などに使用される。
そして、前記パイルアップをファーストアンプFAおよ
び制御回路CCにおいて検出した場合、次段以降の回路
で次のように取り扱われる。
リーディングパイルアップの場合、パイルアップす
る信号およびパイルアップされる信号の双方を信号とし
て扱わない。すなわち、この場合出力信号として出力さ
れない。
トレイリングパイルアップの場合、パイルアップす
る信号は信号として扱われず、これが出力されることは
ない。
第10図は前記構成のリニアアンプLAの各部における
信号の一例を示し、同図(A)は入力信号、同図(B)
はスローアンプSAの出力、同図(C)はファーストア
ンプFAの出力である。
ところで、前記リニアアンプLAにおいては、処理すべ
き信号が入力し、その信号を処理し、処理された信号を
出力するまでの間は、次の信号を受け付けることができ
ないため、旧来においては、第11図に示すように、ス
ローアンプSAに処理されるべき信号が入力し、所定の
処理を受けて出力信号Bとして出力されるまでの信号処
理時間Tに等しい時間をデッドタイムtとし、この
デッドタイムtの間は、計測時間を決めているタイマ
ーを止めることにより、デッドタイム補正方法を行って
いた。
しかしながら、この旧来方法による場合には、リーディ
ングパイルアップが発生することによるデッドタイムの
存在分が考慮されてないため、第7図の実験結果に示す
ように、入力計数率が大きくなるに従ってデッドタイム
補正誤差が極端に大きくなり、殆ど実用にならないとい
う欠点があった。
そこで、最近、第12図に示すように、前記旧来の方法
に加えて、スローアンプSAによる出力信号がピークに
達するまでに次のパルスが入力されるというリーディン
グパイルアップ現象が発生した場合には、その次のパル
スが入力されるまで、計測時間を決めているタイマーを
止め続けるという修正操作を加えることによりデッドタ
イム補正を行う方法が試みられている。
しかしながら、このような従来方法によっても、近似的
にしか補正が行われないため、前記第7図の実験結果に
示すように、デッドタイム補正誤差の改善はなお不十分
であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的は、もっと適当な長さのデッドタイムを定義するこ
とにより、できるだけ簡略な手段でデッドタイム補正誤
差を非常に小さくできるデッドタイム補正方法を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明においては、入力さ
れた信号に含まれるノイズを除去するため前記入力信号
にフィルターをかける波形整形増幅回路を備えたアナロ
グ/デジタル変換器あるいはリニアアンプにおけるデッ
ドタイム補正方法において、前記波形整形増幅回路に信
号が入力されて処理が行われ、この処理された信号が出
力されるまでの信号処理時間Tに、前記出力信号Bが
立ち上がってからピークに達するまでの時間Tを付加
時間として加えたものをデッドタイムTとしている。
デッドタイムTを上記のように設定した理由は下記の
通りである。
第5図に示すように、ファーストアンプFAからのある
入力パルスPが有効になるための前後のパルスP0,P
1の条件を考えると、入力パルスPより前においては、
リニアアンプが前のパルスP0に相当するスローアンプ
SAの出力信号の処理時間Tの間は次のパルスPを受
け付けず、また、入力パルスPより後においては、パル
スPに相当するスローアンプの出力信号が立ち上がって
からピークに達するまでの時間Tの間に次のパルスP
1が入力されると、リーディングパイルアップ現象が生
じてしまうことから、真のデッドタイムとしては、従来
のように、スローアンプ出力信号の処理時間Tとする
べきではなく、信号処理時間Tと前記付加時間T
の和を採用するのがより適当である、ということであ
る。
〔作用〕
本発明のデッドタイム補正方法によれば、第6図に例示
するように、たとえスローアンプSAによる出力信号が
ピークに達するまでに次のパルスが入力されるというリ
ーディングパイルアップ現象が発生した場合にも、従来
のようにその次のパルスが入力されるまで計測時間を決
めているタイマーを止めるといった近似的な補正ではな
く、リーディングパイルアップによって発生するデッド
タイム分を含めた正確なデッドタイム補正が可能とな
り、つまり、第5図において符号Tで示されるデッド
タイムをアンプに入力される1パルス(1入力)当たり
のデッドタイムとして計測時間を決めているタイマーを
止めることができ、従って、第7図に示す実験結果から
明らかなように、デッドタイム補正誤差が大幅に改善さ
れるに至った。
なお、上記のように定義した本発明方法によるデッドタ
イム補正は、後述する実施例から明らかなように、非常
に簡素な回路構成により実施することができる。
〔実施例〕
以下、本発明によるデッドタイム補正方法の具体的実施
例について、第1図〜第3図に示す回路図を参照しなが
ら説明する。
第1図は、本発明の第1実施例を示し、この実施例にお
いては、コンパレータ1に、スローアンプSAからの信
号と、シュレショルド電源2からのコンパレータレベル
信号とを入力することにより、第4図に示した信号処理
時間Tの信号を出力させるとともに、この信号処理時
間Tの立ち下がりでワンショットマルチバイブレータ
3により、第4図に示した付加時間Tの信号を発生さ
せ、これら両信号をORゲート4に入力して加算するこ
とにより、前記第1図に示したデッドタイムTの信号
を得るように構成している。この実施例によれば、コン
パレータ出力の立ち上がりから立ち下がりまでの時間と
付加時間Tとの和をデッドタイムとしている。
第2図は、本発明の第2実施例を示し、この実施例にお
いては、前記第1実施例におけるワンショットマルチバ
イブレータ3に代えて、デジタルメモリを利用したパル
ス発生器6を設け、このパルス発生器6に前記付加時間
を予め記憶させておき、パルス発生器6からの出力
信号と、コンパレータ1から出力される信号処理時間T
の信号とを、ORゲート4により加算して出力するよ
うに構成したものである。この構成によれば、デジタル
処理が可能になる。
第3図は、本発明の第3実施例を示し、この実施例は、
前記第1実施例の変形例ともいうべきもので、ファース
トアンプFAからの信号を、シュレショルド電源2Cか
らのコンパレータレベル信号が入力されているコンパレ
ータ1Cおよびフリップフロップ7を介してORゲート
4に入力することにより、ファーストアンプFAからの
信号の入力時点からスローアンプSAからのコンパレー
タ出力の立ち下がりまでの時間に、上記ファーストアン
プFAの立ち上がりからスローアンプSAがピークに達
する時間までを付加時間Tとして加えたものを信号処
理時間としたものである。このようにして得られる信号
処理時間は、前記スローアンプSAからのコンパレータ
出力により得られる信号処理時間Tよりも僅かに大き
いだけで、これらは殆ど同一視できるものである。
この第3実施例は次のような場合に適用される。すなわ
ち、前記ファーストアンプFAの立ち上がりとスローア
ンプSAの立ち上がりには時間差があるため、スローア
ンプSAのみでは信号処理時間Tが正確でない場合が
あるが、上記第3実施例によれば、ファーストアンプF
Aからの信号の入力時点からスローアンプSAからのコ
ンパレータ出力の立ち下がりまでの時間にファーストア
ンプFAの立ち上がりからスローアンプSAがピークに
達するまでの時間を付加時間Tとして加えたものを信
号処理時間としているので、このような問題点を解決で
きるのである。
なお、このような変形は、前記第2図に示した第2実施
例にも適用できる。
そして、本発明は、リニアアンプのみならず、ADCに
も適用できることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上詳述したところから明らかなように、本発明のデッ
ドタイム補正方法によれば、たとえリーディングパイル
アップ現象が発生した場合にも、その次の入力パルスが
従来のように無駄にされずに有効に処理されるようにな
り、従って、第7図に例示した実験結果から明らかなよ
うに、デッドタイム補正誤差が大幅に改善されるに至っ
た。
そして、本発明方法は、簡単な回路によって実施するこ
とができるといった優れた利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る方法を実施するため
の回路構成図、第2図は本発明の第2実施例に係る方法
を実施するための回路構成図、第3図は本発明の第3実
施例に係る方法を実施するための回路構成図である。 第4図は本発明のデッドタイム補正方法を説明するため
のタイミングチャート、第5図はその基本的な考え方を
説明するための模式的タイミングチャート、第6図はそ
の作用を説明するためのタイミングチャート、第7図は
本発明のデッドタイム補正方法の補正誤差特性を旧来方
法法および従来方法による補正誤差特性とともに示す図
である。 第8図〜第10図は本発明の背景を説明するための図
で、第8図は放射線計測におけるリニアアンプへの入力
波形図、第9図はリニアアンプの構成を概略的に示す
図、第10図(A),(B),(C)はリニアアンプの
各部における信号波形の一例を示す図である。 第11図は旧来方法を説明するためのタイミングチャー
ト、第12図は従来方法を説明するためのタイミングチ
ャートである。 SA……スローアンプ、B……スローアンプの出力信
号、T……信号処理時間、T……付加時間、T
…デッドタイム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された信号に含まれるノイズを除去す
    るため前記入力信号にフィルターをかける波形整形増幅
    回路を備えたアナログ/デジタル変換器あるいはリニア
    アンプにおけるデッドタイム補正方法において、前記波
    形整形増幅回路に信号が入力されて処理が行われ、この
    処理された信号が出力されるまでの信号処理時間に、前
    記出力信号が立ち上がってからピークに達するまでの時
    間を付加時間として加えたものをデッドタイムとするこ
    とを特徴とするデッドタイム補正方法。
JP61060436A 1986-03-17 1986-03-17 デツドタイム補正方法 Expired - Lifetime JPH0638107B2 (ja)

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JPS62214385A JPS62214385A (ja) 1987-09-21
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