Details

Объектом исследования является процесс цифровой регистрации быстрых аналоговых сигналов микросхемой DRS4. Предметом исследования являются методы временной калибровки выборок DRS4 и восстановления сигнала по неравномерным отсчётам. Цель работы — разработка метода восстановления сигнала по неравномерным отсчётам, регистрируемым коммутируемой ёмкостной матрицей DRS4. В процессе работы выполнен анализ источников неравномерности интервалов выборки в DRS4, разработан алгоритм первичной обработки экспериментальных данных, построена опорная синусоидальная модель с учётом асимметрии аппаратного отклика и проведена статистическая калибровка временной шкалы. По 100 парам файлов (синус и парная нулевая линия) методом арксинуса накоплено 6971 оценка временных сдвигов для всех 1024 ячеек. Среднеквадратичное отклонение медианных сдвигов составило 0,16 ячейки, или около 33 пс при шаге ≈205 пс. Калибровочная таблица применима к измерениям с тем же экземпляром DRS4; для калибровки другого экземпляра чипа алгоритм применяется заново по новым экспериментальным файлам.

The object of the study is the digital acquisition of fast analog signals by the DRS4 switched capacitor array. The subject of the study is methods for time-base calibration of DRS4 samples and signal reconstruction from non-uniform samples. The aim of the work is to develop a method for reconstructing signals from non-uniform samples acquired by the DRS4 switched capacitor array. The work includes an analysis of the sources of sampling non-uniformity in the DRS4, development of an algorithm for primary processing of the experimental data, construction of a reference sinusoidal model accounting for the asymmetry of the hardware response, and statistical calibration of the time scale. From 100 pairs of files (sine and zero-line records), 6971 time-shift estimates were accumulated, covering all 1024 cells. The standard deviation of the median shifts is 0.16 cells, which corresponds to approximately 33 ps at a cell step of ≈205 ps. The obtained calibration table is applicable to measurements with the same DRS4 unit. The Python implementation is reusable: calibration of another chip requires only feeding new experimental files as input.