Download - Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение
![Page 1: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Семинар ОФВЭ 8 февраля 2011 А.П.Кащук
![Page 2: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/2.jpg)
Речь пойдет Речь пойдет о реконструкции шумовых о реконструкции шумовых
распределений,распределений,о разработанной мною методике, о разработанной мною методике,
основанной на теории Райса, основанной на теории Райса, в приложении к задачамв приложении к задачам
физического экспериментафизического эксперимента
22
А.П
.Кащ
ук
““From chaos to From chaos to orderorder””
![Page 3: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/3.jpg)
3
А.П
.Кащ
ук
![Page 4: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Шумовой ток Амплитудное распределение
Амплитуды и фазы – случайные величины
Дисперсия
Автокорреляционная фунция и её производные
Распределение Гаусса
ИЗ ТЕОРИИ ИЗ ТЕОРИИ РАЙСАРАЙСА
А.П
.Кащ
ук
![Page 5: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/5.jpg)
МАКСИМУМЫ И НУЛИСЛУЧАЙНОЙ ФУНКЦИИ
5
Т
А.П
.Кащ
ук
![Page 6: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/6.jpg)
ФОРМУЛЫ РАЙСА ФОРМУЛЫ РАЙСА (1936Г.)(1936Г.)
6
Получены эвристически, с привлечением гармонического анализа к случайным процессамбез строгого математического док-ва
А.П
.Кащ
ук
![Page 7: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/7.jpg)
СТРОГОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВЫПОЛНЕНО
СОВЕТСКИМИ МАТЕМАТИКАМИ(1960-1961 Г.Г.)
I.A.Ivanov, On the average number of crossing of a level by the sample functions of a stochastic process. Teor. Veroyatnost. i Primen. vol. 5 (1960), pp. 319-323.
E.V.Bulinskaya, On the mean number of crossing of a level by a stationary Gaussian process. Teor. Veroyatnost. i Primen. vol. 6 (1961), pp. 435-438.
7
А.П
.Кащ
ук
![Page 8: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/8.jpg)
8
А.П
.Кащ
ук
![Page 9: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/9.jpg)
9
А.П
.Кащ
ук
![Page 10: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/10.jpg)
ФОРМУЛЫ РАЙСАФОРМУЛЫ РАЙСА
10
Т=1Т=1 секунда, секунда, SSnn(f)(f)=const=const в полосе частот в полосе частот ffaa÷f÷fbb
[Гц]
[Гц]
А.П
.Кащ
ук
![Page 11: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/11.jpg)
НЕНУЛЕВОЙ ПОРОГ
АВТОРЫ:
11
Ссылка:M.Kac, On the distribution of values of trigonometric sums with linearly independent frequencies, Amer. J. Math. vol.65 (1943), pp. 609-615
RiceRice--KacKac (1945 г.)(1945 г.)
А.П
.Кащ
ук
Дисперсия – та же, что и в амплитудномраспределении шума
![Page 12: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/12.jpg)
[Гц]
12
ЧАСТОТА РАЙСАЧАСТОТА РАЙСА- - ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИТИКАХАРАКТЕРИТИКАТАКАЯ ЖЕ, КАК И ПОЛОСА ТАКАЯ ЖЕ, КАК И ПОЛОСА ЧАСТОТЧАСТОТ
А.П
.Кащ
ук
![Page 13: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/13.jpg)
ТИПОВОЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ТРАКТ ТИПОВОЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ТРАКТ (КАНАЛ)(КАНАЛ)
В ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕВ ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ
Фильтр (fa, fb)
Усилитель-формировательВосстановитель базовой линии
PT
dtti0
)(
ПредусилительИнтегратор
Шум
Детектор
Сигнал
Дискриминатор
Порог
ENC
Основнойусилитель
Восст. базовойлинии
ab
ab
ff
fff
33
031
13
А.П
.Кащ
ук
![Page 14: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/14.jpg)
LHCB_MUON CARIOCA CARIOCA 8-CHANNEL CHIP(ONE CHANNEL DIAGRAM)
14
ЧАСТОТА РАЙСА ЧАСТОТА РАЙСА ~ ~ 25 25 МГЦМГЦ
Пример канала
А.П
.Кащ
ук
![Page 15: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/15.jpg)
LHCB_MUON DIALOG DIALOG CHIP
15
16 ВСТРОЕННЫХ 24-РАЗРЯДНЫХ ПЕРЕСЧЕТОК16 ВСТРОЕННЫХ 8-РАЗРЯДНЫХ DAC
А.П
.Кащ
ук
![Page 16: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/16.jpg)
ИЗВЕСТНЫЙ МЕТОД S-CURVES-CURVE ТРЕБУЕТ ИНЖЕКЦИИ НА ВХОД ТОЧНОГО СИГНАЛА И СКАНИРОВАНИЯ ЕГО ПОРОГОМ
16
А.П
.Кащ
ук
Threshold
![Page 17: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/17.jpg)
17
НИЖЕ БУДЕТ ОПИСАНА НОВАЯ НИЖЕ БУДЕТ ОПИСАНА НОВАЯ МЕТОДИКА СКАНИРОВАНИЯ МЕТОДИКА СКАНИРОВАНИЯ
ПОРОГОМ ПОРОГОМ ШУМОВОЙ ДОРОЖКИ БЕЗ ШУМОВОЙ ДОРОЖКИ БЕЗ
ИНЖЕКЦИИ КАКОГО-ЛИБО ИНЖЕКЦИИ КАКОГО-ЛИБО СИГНАЛАСИГНАЛА
А.П
.Кащ
ук
![Page 18: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/18.jpg)
ПЕРЕЙДЕМ ОТ ТОКА К ПЕРЕЙДЕМ ОТ ТОКА К ЗАРЯДУЗАРЯДУ
Число шумовых срабатываний дискриминатора уменьшается экспоненциально с увеличением порога,
начиная с постоянной для данного усилителя-начиная с постоянной для данного усилителя-фильтра величиныфильтра величины
18
[Гц]
- ЧАСТОТЫ - ЧАСТОТЫ РАЙСАРАЙСА
А.П
.Кащ
ук
Дисперсия Дисперсия – – та же, что и в амплитудномта же, что и в амплитудномраспределении шума (!)распределении шума (!)
![Page 19: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/19.jpg)
РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ШУМОВЫХ СРАБАТЫВАНИЙДИСКРИМИНАТОРА
МЕТОД 1МЕТОД 1
1919
искомые параметры искомые параметры распределенияраспределения
А.П
.Кащ
ук
![Page 20: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/20.jpg)
20
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПОЛУЧЕНЫ СКАНИРОВАНИЕМ ШУМОВОЙ ДОРОЖКИ БЕЗ ИНЖЕКЦИИ КАКОГО-ЛИБО
СИГНАЛА НА ВХОД УС-ЛЯ
M4R4PNPIPNPI
Таблица Гистограма
А.П
.Кащ
ук
![Page 21: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/21.jpg)
ДОБАВИВ К ДАННЫМ ОДНУ ТОЧКУ , 2 ИСКОМЫХ ПАРАМЕТРА НАХОДЯТСЯ
ФИТИРОВАНИЕМ
21
А.П
.Кащ
ук
f0
![Page 22: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/22.jpg)
РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ШУМОВЫХ СРАБАТЫВАНИЙДИСКРИМИНАТОРА
МЕТОД 2МЕТОД 2
2222
искомые параметры искомые параметры распределенияраспределения
А.П
.Кащ
ук
![Page 23: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/23.jpg)
ЛИНЕАРИЗАЦИЯ ФОРМУЛЫ
23
А.П
.Кащ
ук
![Page 24: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Логарифмическая шкала
24
А.П
.Кащ
ук
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ – СКАНИРОВАНИЕ ПОРОГОМ ШУМОВОЙ ДОРОЖКИ БЕЗ ИНЖЕКЦИИ КАКОГО-ЛИБО
СИГНАЛА НА ВХОД УС-ЛЯ
![Page 25: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/25.jpg)
25
25MHz
Сдвиг данных
РЕКОНСТРУКЦИЯ ШУМОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
МЕТОДОМ ЦЕНТРИРОВАНИЯ(ПОСЛЕ ТОГО, КАК СДВИГОМ НАЙДЕНО , ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ 2 ИСКОМЫХ
ПАРАМЕТРА)f0
26 May 2009 A.Kashchuk and O.Levitskaya
![Page 26: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/26.jpg)
ГРАДУИРОВКА ШКАЛЫ ПОРОГОВ МЕТОДОМ S-CURVE
ДЛЯ ПЕРЕХОДА К ЕДИНИЦАМ ЗАРЯДА ЭТО ДОСТАТОЧНО СДЕЛАТЬ 1 РАЗ ДЛЯ КАНАЛА
26
А.П
.Кащ
ук
![Page 27: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/27.jpg)
27
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ В ЗАДАЧАХЗАДАЧАХ
ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ НОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ -НОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ -
ЧАСТОТЫ РАЙСАЧАСТОТЫ РАЙСА И НОВОЙ МЕТОДИКИИ НОВОЙ МЕТОДИКИ
РЕКОНСТРУКЦИИ ШУМОВЫХ РЕКОНСТРУКЦИИ ШУМОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙРАСПРЕДЕЛЕНИЙ
А.П
.Кащ
ук
![Page 28: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/28.jpg)
28
А.П
.Кащ
ук
Закат закона Закат закона МураМура
~20 GHz
““количество транзисторов на кристаллах микросхем будет удваиваться каждые 2 количество транзисторов на кристаллах микросхем будет удваиваться каждые 2 годагода””
![Page 29: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/29.jpg)
29
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ КАМЕР
МЮОННОГО ДЕТЕКТОРА УСТАНОВКИ LHCB
1368 проп.камер – 435 кв.м.12 GEM – 3 кв.м.122112 каналов регистрации122112 каналов регистрации А
.П.К
ащ
ук
Это - ключевой элемент Это - ключевой элемент установки установки LHCbLHCb, поскольку мюоны рождаются во многих распадах B-мезонов, в том числе чувствительных к CP-нарушению,в том числе в редких распадахновой физики
![Page 30: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/30.jpg)
LHCB MUON_MWPC (4-LAYER)
30
30μm
А.П
.Кащ
ук
![Page 31: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/31.jpg)
31
M3R3
Active area 1370 x 347 mm
А.П
.Кащ
ук
![Page 32: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/32.jpg)
ПРИМЕР: ОДНА ИЗ КАМЕР (M2R4)ОДИН КАНАЛ
y = -0.0082x + 7.4001
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 100 200 300 400 500 600 700
32
Частота Райса 25 МГц
А.П
.Кащ
ук
carioca
PNPIPNPI
![Page 33: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/33.jpg)
33
ПРИМЕР: СТАТИСТИКА ШУМОВОГО СЧЕТА В ПРИМЕР: СТАТИСТИКА ШУМОВОГО СЧЕТА В КАНАЛАХ НЕКОТОРЫХ МЮОННЫХ КАМЕР В КАНАЛАХ НЕКОТОРЫХ МЮОННЫХ КАМЕР В
ШАХТЕШАХТЕПОСЛЕ УСТАНОВКИ ПОРОГАПОСЛЕ УСТАНОВКИ ПОРОГА
Cdet=250pFPNPIPNPI
Cdet=165pF
Qth=5·ENC → fn=93 Гц А.П
.Кащ
ук
![Page 34: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/34.jpg)
IEEE NSS 2008, Dresden
Normally 7 wires per strip, but there are also 6 and 9
M3R2 26A HV=2550V TH=5fC
Rate per channel reflects profile of wire strip width
Kащук A.П.
Qth=6·ENC → fn~1 Гц
![Page 35: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/35.jpg)
35
ОТ ШУМА К СИГНАЛУ ОТ ШУМА К СИГНАЛУ - ВЫБОР РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ- ВЫБОР РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
ENC → Th → Ggain → HV via Diethorn’s parameters
А.П
.Кащ
ук
![Page 36: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/36.jpg)
36
РасчетРасчет порогов, газ.усиления и порогов, газ.усиления и HVHV 20092009 (доклад)(доклад)
HV run 2010HV run 2010
26 May 2009
Временно снижены, HV tripA.Kashchuk and O.Levitskaya
PNPIPNPI
PNPIPNPI
по базе данных
![Page 37: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/37.jpg)
GAS GAIN STABILIZATION GAS GAIN STABILIZATION NEAR THE KNEE OF THE EFFICIENCY NEAR THE KNEE OF THE EFFICIENCY
PLATEAUPLATEAU
10ns
2ns
37
Pulse
del
ay
Tim
e re
solu
tion (r
.m.s.
)
Cross
-talks
Clust
er si
ze
Достоинство: при этом все однажды оптимизированные параметры автоматическиавтоматическистабилизируются (!)стабилизируются (!)
37 26 May 2009 A.Kashchuk and O.Levitskaya
А.П
.Кащ
ук
Efficiency
![Page 38: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/38.jpg)
СОГЛАСОВАНИЕ ИМПЕДАНСОВ СТРОУ-ТРУБКИ И УСИЛИТЕЛЯ (РАNDA)
38
Частотно-зависимый
импеданс строу-трубки
А.П
.Кащ
ук
![Page 39: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/39.jpg)
Знание частоты Райса как дополнительной характеристики усилительного тракта как дополнительной характеристики усилительного тракта позволяет
Полностью реконструировать распределение шумовых срабатываний, т.е. найти высоту распределения (интенсивность при нулевом пороге) смещение (пъедестал) средне-квадратичное значение (ENC - эквивалентный шумовой заряд) Подчеркнем, измеренное таким способом значение ENC - то же самое, что в
амплитудном шумовом распределении Знание распределения, в свою очередь, позволяет оптимизировать режим работы
детектора (экспериментальной установки) по многим параметрам, в частности, убедиться в том, что шумы в канале реальной установки -
- тепловые, что только и допустимо (важный вывод) найти и установить минимальный порог регистрации событий определить и установить минимальное газовое усиление камеры по заданному
отношению сигнал-шум (усиление-порог) соответственно, установить минимальное рабочее напряжение как следствие, уменьшить нежелательные эффекты радиационного старения
оценить эффективность регистрации сигнала, соотнеся порог с первичной ионизацией в рабочем зазоре камеры
39
А.П
.Кащ
ук
![Page 40: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/40.jpg)
По характеру измеренного шумового распределения
Облегчается устранение несовершенств экспериментальной установки Можно судить о правильности работы системы без подачи на вход
каких-либо тестовых импульсов Объективно судить о состоянии установки во времни:
с целью продления времени жизни детектора предложен как с целью продления времени жизни детектора предложен как инструмент мониторинг шума в реальном времени эксперимента (см. инструмент мониторинг шума в реальном времени эксперимента (см. ниже)ниже)
40
А.П
.Кащ
ук
![Page 41: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/41.jpg)
НЕСОВЕРШЕНСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
НЕДОСТАТОЧНОЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ ИЛИ ОБРЫВ
41
Хорошо(Плохо)
Плохо(Хорошо)
А.П
.Кащ
ук
![Page 42: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/42.jpg)
НЕСОВЕРШЕНСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
НЕСТАБИЛЬНОСТЬ - САМОВОЗБУЖДЕНИЕ
42
Правильное распределение Неправильное распределение А.П
.Кащ
ук
![Page 43: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/43.jpg)
SAFETY FACTOR?SAFETY FACTOR?
43
А.П
.Кащ
ук
Измерения – в шахте. Доступа нет. Каналы маскированы.
![Page 44: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/44.jpg)
44
А.П
.Кащ
ук
ТЕОРЕМА РАЙСАТЕОРЕМА РАЙСАУКАЗЫВАЕТ НА УКАЗЫВАЕТ НА БЕСКОНЕЧНОСТЬ БЕСКОНЕЧНОСТЬ
![Page 45: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/45.jpg)
ENCENC – МОНИТОРИНГ– МОНИТОРИНГВ РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ЭКСПЕРИМЕНТА LHCB
{1368 ПРОП.КАМЕР, 2.5 МЛН.НИТЕЙ, 5 МЛН.ТОЧЕК ФИКСАЦИИ НИТЕЙ}
А.Кащук, О.ЛевицкаяРегулярное, напр. 1÷4 раза в месяц, сканирование порогов во всех каналах мюонного
детектора (~20 мин.), вычисление ENC и построение зависимости поведения ENC во времени в каждом из 122112 каналов системы
Время для сканирования – перезаполнение Время для сканирования – перезаполнение LHCLHC (больше 1.5 час.) (больше 1.5 час.)
Время обработки – Время обработки – off-lineoff-line
Задача связана с продлением времени жизни детектора (эксперимента) путем обнаружения на ранней стадии развития нежелательных эффектов:эффектов:1)1) радиационного старения мюонных камер (осаждение радикалов на электродах), что может вызвать в итоге микроразряды и даже эмиссию и создать дополнительный шум
2)2) дефектов приклейки и пайки отдельных нитей (ослабление натяжения сигнальных нитей), что может привести в итоге к микроразрядам
3)3) механической усталости конструкции камер (ослабление натяжения сигнальных нитей), что может привести в итоге к микроразрядам
4)4) образования деформаций в панелях камер - ‘bubbles’, что может привести к автоматическому отключению питания (должен наблюдаться трэнд)
---
![Page 46: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/46.jpg)
46
РАЗРЯД С АНОДА РАЗРЯД С АНОДА (TOWNSEND DISCHARGE)
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0 20 40 60 80 100 120 140
A01_ch7 after
before
А.П
.Кащ
ук
Threshold
Rate , Hz
Должен существовать трэнд – плавный переход от нормального шумового распределения к аномальному
Ширина распределен
ия
![Page 47: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/47.jpg)
47
ЭМИССИЯ С КАТОДА ЭМИССИЯ С КАТОДА (MALTER-EFFECT)
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0 20 40 60 80 100 120 140
A=00 ch_03
before
А.П
.Кащ
ук
Threshold
Rate , Hz
Должен существовать трэнд – плавный переход от нормального шумового распределения к аномальному
Ширина распределения
![Page 48: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Финал жизни детектора – массовые разряды в газе и автоматическое отключение питания ((HV-tripHV-trip))
Мониторинг шума Мониторинг шума может помочь избежать такого исхода своевременным вмешательством
А.П
.Кащ
ук
![Page 49: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/49.jpg)
49
LHCb week December 2010А
.П.К
ащ
ук
![Page 50: Ч астота Р айса – фундаментальная характеристика тракта усиления сигналов и ее применение](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051401/568151be550346895dbff012/html5/thumbnails/50.jpg)
Введена специальная характеристика усилительного тракта – частота Райса (или вершинная частота), которая физически обозначает шумовой счет при нулевом пороге и рассматривается в теории Райса, как ожидаемое в среднем число пересечений в секунду нулевого уровня случайным сигналом, распределенным по амплитуде по-Гауссу и прошедшим через линейный фильтр-усилитель
Частота Райса определяется граничными частотами усилителя-фильтра, поэтому, как и полоса частот, является фундаментальной характеристикой усилительного тракта
Частота Райса указывает на нулевой порог
Частота Райса легко измеряется, если не приведена априори как характеристика, если не известна полоса частот, если нет аналогового выхода, но есть дискриминатор, а также возможность сканировать порог и считать импульсы в канале
Знание частоты Райса позволяет реконструировать шумовое распределение как амплитудное, так и во времени (интенсивность шум. срабатываний), что позволяет оптимизировать детектор по многим параметрам
Показана эффективность новой методики с применением частоты Райса на примерах задач ядерной электроники из эксперимнентов LHCb и PANDA
50
А.П
.Кащ
ук