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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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PMT proj その56
 こちらで信号パルスとサンプリング周波数の動作を確認していましたが、闇雲にやっても埒があかないと思って、今更なんですが、あちこち資料を読み直しています。



こちらに、PMT proj 関連記事の目次が有りますので、他の記事もご覧ください。


 標準パルスを定義して、その標準パルスと実際にサンプルされたパルスの相関を取り、一定以上の相関が取れたパルスを有効パルスとしてカウントし、それ以外はノイズとして除去するというやり方は、この分野のオリジナルアプリであるPRAから採用されている方法ですが、最初は、その詳細が分からずに、実例を参考に、「行き当たりばったり」で動作させていました。 パソコン用のMCAアプリである、PRAやベクモニ2011には簡単なマニュアルが付属しています。 もちろん、一度は読んだのですが、最初は、やっていることが全て分からないことばかりだったので、マニュアルの内容は良く理解できませんでした。

 で、しばらく色々触って見て、問題点にぶち当たって、再度、マニュアルを読んでみますと、以前に読んだ時には、分からなかったり、読み落としていたことが「腑に落ちる」様になります。 そう言う事って、案外良くある事ですね。 今回もまさにその通りになっています。 なんせ、訳の分からないことばかりの時期に、難解で長文のマニュアルを読み続けるのは「辛い」ですよね。 ある程度、こうすれば動くというのをやってみて、感覚が分かってきてから、もう一度、マニュアルを読み直してみると、難解だと思っていた幾つかのポイントが、まるで雪が溶ける様に解り始めるって事が有りますよね。 そう言う意味では「こうすれば動く」と言うサンプルって重要ですね。

 さて、そんな話は置いておいて、こちらは、PRAのパルス定義です。 最初はこれがよく分かりませんでした。 で、今になって、もう一度見直してみると、これは、パルス波形を単純に時系列に定義しているだけのようですね。 数字を手で入れることも出来ますが、まあ、そんなことをやる人はいないでしょう。 サンプルとなるパルスを読み込んで、その平均値を取って、それを時系列で分割して波高値を定義しているだけのようです。 もちろん、平均を取る前に、スレッショールドの定義などで、異常なパルスはノイズとして除去する様になっています。 更に、マイナスの値が入っているのがよく分からなかったのですが、DCカットで、マイナス側に振れている部分を定義しているのでしょうね。

120726_pmt_proj_280.jpg

 こちらのグラフの方が分かり易いですね。 横軸はサンプルクロックに応じた、時系列の分割ですね。 縦軸は一定の値で正規化されていると思います。 PRAの場合は16分割で標準パルスを定義して居るみたいです。 ベースレベルのサンプルと立ち上がった部分のサンプルが適度に配分される様なパルス形状とサンプルクロックの関係が良いのだと思います。 ピークの値を正確に捉えるには、なるべく細かく分割してサンプルする方が良いのでしょうが、処理の方の負荷も有りますから、誤差が極端に増えないレベルで、適当な分割数と言うことにするのが良いのでしょう。 ざっと、見た感じでは、ピーク部分に10サンプル程度、ベース部分に残りの6サンプル程度というのが妥当なところでしょうかね。

 と言うことは、ベース部分からパルスが立ち上がっている部分の幅は、サンプル周期の10倍程度が良さそうですね。 48kHzの場合で200μS程度、96kHzで100μS程度、192kHzでも50μS程度の幅のパルスが良さそうだという感じですね。

120726_pmt_proj_281.jpg

 一方、ずっと使わせていただいているベクモニ2011の標準パルス定義は、PRAの手法を継承しているようですが、少し拡張されているようです。 標準パルスのサンプル数が8~64まで拡張されていると同時に、ピークが来るサンプル位置も指定できる様になって居るみたいです。 これも最初はよく分かりませんでした。 マニュアルを読むと、サンプル幅は48kHzの場合は16に、96kHzの場合は32に、192kHzの場合は64に設定すると説明されていますが、上記のPRAの処理方法が理解できると、このサンプル幅の設定は、入力されるパルス幅に応じて変化させた方が良さそうだと言うことが分かってきます。

 ベクモニ2011の説明は、おそらく市販の標準的なプローブが出力するパルス幅に対しての設定なんだと思います。 と言うことは、一般のプローブの出力は200μS程度のパルス幅で48kHzでの利用を想定しているのでしょうかね? ずいぶん幅広いパルスですが、もちろん、ここまで広げると、パルスがパイルアップしている状況では取りこぼしが有るのでしょうね。 ただ、そのパイルアップによる誤差も、今回の様なMCAの用途では、誤差範囲内と見なしているようですね。

 こちらは、ベクモニ2011にサンプルとして付いていた標準パルス定義の一つです。 タイトルからすると、GX-2ないしはGS-1100Aと言うプローブに44.1kHzのサンプルクロックのサウンドアダプタを接続した時の標準パルス定義だと思います。

120726_pmt_proj_282.jpg

 一方、こちらはHARSHAW 3"ないしはGS-2000Aと言うプローブに192kHzのサンプルクロックのサウンドアダプタを接続した時の標準パルス定義だと思います。 HARSHAWって昔から有る放射線計測関連の企業ですね。 ちょっと懐かしいです。 こちらはサンプル幅を広げているので、入力されるパルス幅は変わっていないのだと思います。

120726_pmt_proj_283.jpg

 この辺りを、良く読んでいくと、PRAと同じ16サンプルで標準パルスを定義するのなら、192kHzのサウンドカードならば、50μS程度のパルス幅。 96kHzのサウンドカードを使うのなら100μS程度のパルス幅でも良さそうだと言えそうですね。

 また、標準パルス定義のためのデータを取り込んでいる時は、スレッショールドを、狭めにして、なるべくノイズを取り込まない様にするのが良さそうです。
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