maximale Eingangsfrequenz

Eine einzelne maximale Eingangsfrequenz lässt sich für einen Time-to-Digital Converter (TDC) nicht angeben. Obwohl dieser Begriff häufig verwendet wird, beschreibt er die Leistungsfähigkeit eines TDC nur unzureichend.

Im Gegensatz zu einem Frequenzzähler misst ein TDC keine periodischen Signale, sondern erfasst zeitlich diskrete Ereignisse (Hits bzw. Timestamps). Welche Ereignisraten ein TDC verarbeiten kann, wird daher nicht durch einen einzelnen Parameter bestimmt, sondern durch das Zusammenspiel mehrerer technischer Eigenschaften.

In den technischen Daten unserer TDCs finden Sie deshalb mehrere Kenngrößen, die jeweils einen unterschiedlichen Aspekt der Leistungsfähigkeit beschreiben:

• Minimum Pulse Width beschreibt, wie breit ein Eingangspuls mindestens sein muss, damit er sicher erkannt wird.
• Double Pulse Resolution gibt den minimalen zeitlichen Abstand zwischen zwei Ereignissen auf demselben Eingangskanal an, damit beide Ereignisse zuverlässig getrennt erfasst werden können.
• Readout Rate beschreibt die maximale Ereignisrate, die das Gesamtsystem dauerhaft verarbeiten und über die Host-Schnittstelle an den PC übertragen kann.
• Multihit und die internen FIFO-Pufferspeicher bestimmen, wie viele dicht aufeinanderfolgende Ereignisse zunächst zwischengespeichert werden können, bevor sie ausgelesen werden.

Diese Spezifikationen ergänzen sich und sollten nicht unabhängig voneinander betrachtet werden.

Ein häufiges Missverständnis besteht darin, aus der Double Pulse Resolution unmittelbar eine maximale Eingangsfrequenz abzuleiten. Die Double Pulse Resolution beschreibt jedoch ausschließlich die zeitliche Auflösung der Eingangsschaltung. Sie gibt an, wie dicht zwei Ereignisse auf einem Eingangskanal zeitlich beieinanderliegen dürfen, damit beide noch getrennt erkannt werden können. Sie beschreibt nicht, wie viele Ereignisse pro Sekunde dauerhaft verarbeitet werden können.

Für kurzzeitige Ereignisspitzen verfügen die cronologic TDCs über mehrstufige FIFO-Pufferspeicher. Diese nehmen Bursts mit hoher Ereignisdichte zunächst auf und entkoppeln so die Ereigniserfassung von der nachfolgenden Datenverarbeitung. Dadurch können auch Messanwendungen mit stark schwankenden oder gepulsten Ereignisraten zuverlässig verarbeitet werden.

Erst wenn diese Pufferspeicher gefüllt sind, wird die Readout Rate zum begrenzenden Faktor. Sie bestimmt, mit welcher Ereignisrate Daten dauerhaft verarbeitet und an den Host-PC übertragen werden können. Genau aus diesem Grund geben wir in unseren technischen Daten sowohl die Double Pulse Resolution als auch die Readout Rate an.

Bei der Auswahl eines geeigneten TDC sollten deshalb stets beide Kenngrößen berücksichtigt werden:

• Die Double Pulse Resolution bestimmt, wie dicht zwei Ereignisse zeitlich aufeinander folgen dürfen.
• Die Readout Rate bestimmt, wie viele dieser Ereignisse das Gesamtsystem dauerhaft verarbeiten kann.

Kurz gesagt: Die maximale Leistungsfähigkeit eines cronologic TDC wird nicht durch eine einzelne Eingangsfrequenz beschrieben. Erst das Zusammenspiel aus zeitlicher Auflösung, Pufferspeicherung und kontinuierlicher Ausleserate entscheidet darüber, welche Ereignisraten in einer konkreten Messanwendung zuverlässig verarbeitet werden können. Einen Überblick über diese Kenngrößen finden Sie in den technischen Daten unserer TDC-Produkte.

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