パルス信号のpeak ditectを考えているのですが、max 1~3kHz アナログ的なpeak ditect 回路ではなくdspを使う事を考えています。(アナログでもいいんですが、このスピードだと、相当高額なものになってしまいそうなので)dspを使った場合のハードの構成例と、ソフトのアルゴリズム例(C++等)を教えてください。labviewは高いので除外します。

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  • 登録:2011/09/28 14:02:27
  • 終了:2011/10/03 13:02:02

ベストアンサー

id:godabin No.2

godabin回答回数88ベストアンサー獲得回数192011/09/29 00:03:26

ポイント450pt

シンチレータの波高検出用の放射線計測用の高速のピークディテクト装置の市販品は

http://www.kagaku.com/hoshin/camac.html

のピークホールド型A/Dコンバータ(ウィルキンソンADC)とかがあります

 

こういうの使って測定する例としては

http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/~kobayash/kougi/files/exp3_2002.pdf

http://ksc.kek.jp/1st_2007/gaiyou/SC/texts/haruna-2-1.pdf

http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/~kobayash/mc_dc/files/MT04mar_Seki.pdf

などを見てください。

 

安価な自作回路で代用する場合の原理としては

(1)高速アンプを用いたアナログピークホールド回路(タイムゲートと組み合わせなど)

(2)アナログ回路で微分回路を組み 微分出力がゼロクロスするタイミング(ピーク時期)を検出して

  同軸ケーブルなどの遅延線を通した原信号のピークをサンプルホールドする回路

(3)高速AD変換回路で原信号の高レートAD変換を行いデジタルデータでピーク算出する回路

などがあります。

放射線計測はイベント自体はまばらで低レートですが

イベント時には高速信号処理が要求される典型的な例ですね。

 

デジタルオシロでの波形観測などは、そのまま(3)の原理ですね。

この場合AD変換回路には数百Mcps~数Gcpsという高速変換が求められます。

で入手可能な汎用品は8~10bitADですからこの分解能で満足できるかですね

またDSPでのソフト処理では間に合いませんからFPGAなどを使った回路を使うことになります。

3%程度誤差が許容できるならば30万程度のデジタルオシロとPCを繋いで

間欠処理できるかも知れません。最初からUSBオシロを使う手もあります。

(10秒の実測定時間を10分で細切れに測るようなものですね。)

 

(1)(2)の場合は、既にピークデテクトされた電圧をAD変換するだけですから

カウント数に相当する数十kcpsあれば十分でAD分解能は20bit程度が一般的に入手可能です。

また処理も1000円くらいで売ってる基板に乗ってるマイコンでも充分処理可能で

ソフトとしてはAD変換後のデータを送りだす(受け取りを確認する)のと

ホールド回路をリセットするだけですから簡単。まあいくらでも複雑にはできますが。

実際はパルスを積分したい場合も多いのでアナログ積分回路も別個に搭載することが多いです。

(3)ではデジタルデータから計算可能なので不要。

 

値段的には3>>2>1

性能的には3>2、1かな(構成部品によると思う)

調整は1、2、3全て必要で、すごーく簡単に作ってすぐポンというわけには行きません。

 

id:youkan_ni_ocha

やっぱり、アナログ的な方向に進んでしまいますね。やはり一筋縄ではいかない。

2011/09/29 11:57:45

その他の回答(1件)

id:mdfmk No.1

mdfmk回答回数981ベストアンサー獲得回数1972011/09/28 22:19:58

ポイント50pt

http://www.interface.co.jp/catalog/prdc.asp?name=lpc-632104

http://www3.contec.co.jp/B2B/ConIWCatProductPage_B2B.process?Merchant_Id=1&Section_Id=7&Catalog_Id=7&Product_Id=1474

http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/ja/nid/1123


パルス信号の立ち上がりのカウントということですか?

もしそうであれば、カウンタ/タイマーの機能のあるデジタルI/Oボードを購入して、

C用のAPIをコールするような方法でいけそうな気がします。

電位はどれくらいの信号になりますか?(LowとHi)

なまった波形の頂点を検出する。ということではないですよね?


もし違ったらすみません。その場合はまた調べさせていただきます。

id:youkan_ni_ocha

カウントだけじゃないんです。パルス電圧を測定するんです。なまった波形の頂点の電圧(高さ)を測定します。

2011/09/29 10:51:16
id:godabin No.2

godabin回答回数88ベストアンサー獲得回数192011/09/29 00:03:26ここでベストアンサー

ポイント450pt

シンチレータの波高検出用の放射線計測用の高速のピークディテクト装置の市販品は

http://www.kagaku.com/hoshin/camac.html

のピークホールド型A/Dコンバータ(ウィルキンソンADC)とかがあります

 

こういうの使って測定する例としては

http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/~kobayash/kougi/files/exp3_2002.pdf

http://ksc.kek.jp/1st_2007/gaiyou/SC/texts/haruna-2-1.pdf

http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/~kobayash/mc_dc/files/MT04mar_Seki.pdf

などを見てください。

 

安価な自作回路で代用する場合の原理としては

(1)高速アンプを用いたアナログピークホールド回路(タイムゲートと組み合わせなど)

(2)アナログ回路で微分回路を組み 微分出力がゼロクロスするタイミング(ピーク時期)を検出して

  同軸ケーブルなどの遅延線を通した原信号のピークをサンプルホールドする回路

(3)高速AD変換回路で原信号の高レートAD変換を行いデジタルデータでピーク算出する回路

などがあります。

放射線計測はイベント自体はまばらで低レートですが

イベント時には高速信号処理が要求される典型的な例ですね。

 

デジタルオシロでの波形観測などは、そのまま(3)の原理ですね。

この場合AD変換回路には数百Mcps~数Gcpsという高速変換が求められます。

で入手可能な汎用品は8~10bitADですからこの分解能で満足できるかですね

またDSPでのソフト処理では間に合いませんからFPGAなどを使った回路を使うことになります。

3%程度誤差が許容できるならば30万程度のデジタルオシロとPCを繋いで

間欠処理できるかも知れません。最初からUSBオシロを使う手もあります。

(10秒の実測定時間を10分で細切れに測るようなものですね。)

 

(1)(2)の場合は、既にピークデテクトされた電圧をAD変換するだけですから

カウント数に相当する数十kcpsあれば十分でAD分解能は20bit程度が一般的に入手可能です。

また処理も1000円くらいで売ってる基板に乗ってるマイコンでも充分処理可能で

ソフトとしてはAD変換後のデータを送りだす(受け取りを確認する)のと

ホールド回路をリセットするだけですから簡単。まあいくらでも複雑にはできますが。

実際はパルスを積分したい場合も多いのでアナログ積分回路も別個に搭載することが多いです。

(3)ではデジタルデータから計算可能なので不要。

 

値段的には3>>2>1

性能的には3>2、1かな(構成部品によると思う)

調整は1、2、3全て必要で、すごーく簡単に作ってすぐポンというわけには行きません。

 

id:youkan_ni_ocha

やっぱり、アナログ的な方向に進んでしまいますね。やはり一筋縄ではいかない。

2011/09/29 11:57:45

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