Der Analog-Digital-Converter

  
Abbildung 17: Abhängigkeit der Ladung vom Shaping-Widerstand R13.

Die letzte Station der Analogsignale ist ein ladungsempfindlicher ADC. Ich habe folgendes Model von LeCroy verwendet: CAMAC Model 2250L 12-Channel Buffered ADC (Ref. [16]). Die prinzipielle Funktionsweise dieses ADC's ist das Zwei-Rampen-Verfahren (dual slope) (Ref. [12]). Die Spezifikation meines ADC besagt, dass die maximale Ladung am Eingang 256 pC $\pm$ 5$50$ $\Omega$. Für das Gate-Signal wird ein logisches NIM-Signal ($-700$ mV) verwendet, welches ebenfalls eine Eingangsimpedanz von $50$ $\Omega$ hat. Die Gate-Breite kann von $50$ ns bis $1$ $\mu$s variiert werden. Ich habe eine systematische Messung für unterschiedliche Abklingzeiten des Photomultipliersignals (Widerstand R13) gemacht. Die Ladung pro Signal nimmt mit wachsendem Widerstand enorm zu, wie es in der Abbildung 17 gezeigt wird. Da beim ADC der maximale Eingangsladungsfluss von $256$ pC bei $50$ $\Omega$ Eingangsimpedanz gegeben ist, müssen die Gate-Breite und die Signalhöhe nach folgender Relation aufeinander abgestimmt werden

$\{V$_in50}t_Gate256 pC.

Aufgrund der Messung und der Relation (5) habe ich mich für eine Gate-Breite von $50$ ns und den Shaping-Widerstand R13 $=100$ k$\Omega$ entschieden, bei dem der Vorverstärker typische $200$ mV Signalspitzen liefert. Mit diesen Einstellungen ist gewährleistet, dass die Empfindlichkeit 0.5 pC pro Kanal bei 512 Kanälen des ADC voll ausgeschöpft werden kann.