Qualitätssicherung / Pulshöhenverteilung
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Die Pulshöhenverteilung

Die Pulshöhenverteilung ist die Variation der Größe der Ausgangspulse bei konstanter Betriebsspannung. Diese Variationen werden dadurch hervorgerufen, das die Bahnen der Elektronen im Kanal zufällig verlaufen. Die Pulshöhenverteilung ist definiert als das Verhältnis der Halbwertsbreite der Pulshöhenverteilung (FWHM der Kurve) ΔG zur mittleren Verstärkung Go des Elektronenvervielfacherkanals:

 

 

Sie ist typischerweise < 40 % bei einer moderaten Zählrate von etwa 3.000 cps und einer Betriebsspannung von 2.5 kV. Für den Experimentator ist die Höhe der Pulshöhenverteilung nicht wichtig, solange alle Pulse über der Diskriminatorschwelle des Vorverstärkers liegen. Wichtiger als die statische Pulshöhenverteilung ist ihre Abhängigkeit von der Zählrate, da diese die maximale Zählrate bestimmt und damit den Dynamikbereich der CEMs.

PHD = (ΔGFWHM/Go) x 100 %

Das Verhalten der Pulshöhenverteilung wird durch den Wandwiderstand bestimmt. Je höher der Wandwiderstand, desto schneller verbreitert sich die Pulshöhenverteilung mit der Zählrate und mehr Pulse fallen unter die Dskriminatorschwelle und werden nicht erfaßt. Im Gegensatz dazu ist die Pulshöhenverteilung bei geringem Wandwiderstand breiter als bei niedrigen Zählraten, nimmt dann aber langsamer zu. Daraus resultieren höhere maximale Zählraten und ein größerer dynamischer Bereich.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 5 CEM-Ausgangspulse aufgenommen innerhalb von 2 ms. Die Verteilung der Pulshöhen kann direkt abgelesen werden und liegen zwischen - 40 mV und - 140 mV

 

 

 

 

 

 

Abb. 3 zeigt das Verhalten der Pulshöhenverteilung bei konstanter angelegter Spannung, wenn die Zählrate verändert wird. Mit zunehmender Zählrate wird die PHD breiter und bewegt sich nach links in Richtung geringerer Verstärkung. Das entspricht dem Abfall der Verstärkung in der Auftragung gegen die Zählrate in Abb. 6 in Kapitel " Maximale Zählrate".

Die Bilder in Abb. 4 und Abb. 6 zeigen die Veränderung der Pulshöhenverteilung bei konstanter Zählrate aber veränderter Betriebsspannung. Die Daten der Pulshöhenverteilung (Abb. 6) und im Oszilloskop (Abb. 4) wurden simultan aufgenommen. Mit zunehmender Spannung bewegt sich die Pulshöhenverteilung zu höheren Kanalnummern des Pulshöhenanalysators. Das entspricht größeren Pulsen, wie in den zugehörigen Oszilloskopbildern zu sehen ist.


2.600 V
2.700 V
2.800 V
2.900 V
3.000 V
3.100 V
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 6 Gemessene Pulshöhenverteilungen für Standard-CEM gemessen bei unterschiedlichen Betriebsspannungen und einer Zählrate von 3.000 cps
Abb. 1 Schema für die Messung der Pulshöhenverteilung
 
 
Abb. 2 Definition der Pulshöhenverteilung
Abb. 3 Veränderung der PHD mit der Zählrate
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abb. 4 Die CEM-Ausgangspulse zwischen 2.600 V und 3.100 V entsprechen den Pulshöhenverteilungen in Abb. 6
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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