EVENT TIMELIST MODE

TNB-10 Event型 マルチパラメータ装置


  
Front face                    Rear View, 4parameter

一台のTNB-10ポータブルで最大7パラメータ、TNB-10ラックマウントで15パラメータまで搭載可能
さらに多くの検出器の場合は、複数台のTNB-10を使う方法と、
マトリクス演算機能を搭載した64入力10出力のSUM&GATE装置を利用できます。
核反応シュミレーター発信機、定量測定用発信機などのご研究内容に即した
試験データ発生器もそろっています。
納入時に、実験模擬が可能です。

2017.09
最少時間判別を10nsに変更しました。


CPUやPLD回路のクロックを混在させる設計では無く、装置全体の回路が
一個のOSC 100MHzで、10nsecの同期回路として設計しました。















15パラメータ/一台 EIAラックマウントタイプ





エネルギーを必要としない、発生個数と発生時間が重要な様々な実験があります。
TNB-10の基本構成のまま、システムバスを42ビットに拡張して
イベント型のマルチパラメータ装置を開発しました。

TNB-10シリーズは、NT-100W, MPS-1600、NT24-DUALなどのマルチパラメータの
安価な後継機として、2017年8月に製品化しました。

これまでの、NT-100WやNT24-DUALと互換のリストデータを出力するとともに
実験内容に特化した、イベント時間のビット数 28,29,32,64bitのバリエーションや
中性子加速器からのファーストニュートロンの爆発的な部分のGATE処理
D-D、D-T反応加速器などの、トリガによるデータの同期といった
機能を組み込みました。

標準のTNB-10シリーズ同様に、汎用性の高い製品ですから
実験に特化した、ユニークな機能やソフトウェアまでを一括して安価で、比較的に早い期間で
開発することも可能です。

中性子を利用した実験、イオンを利用した多次元TOFや、複数検出器の配置による
角度相関マルチパラメータなどの、ご研究にご利用できます。

実験のたびに、検出器の配置を変更することは常です。
SUM&GATE装置を利用すると、PC側で、配置した検出器のグループを自由に選択して
アクティブデータ、パッシブデータ、イールドデータなどの分類を行い
多種多様な実験環境を作れます。

     




今回開発しました装置は、これまでの経験から、基本部分をコンパクトにまとめて、開発しました。
主要な回路は、全てPLDですから、容易に、回路の変更などが可能です。
測定ソフトウェアも、標準ソフトは、単純にリストデータを収集しますが
実験中の臨界度α値のリアルタイムな算出、
TOF測定の、元素の同定など、それぞれの目的に合った
専用ソフトの開発も可能です。
LabVIEWによる基本ソフトウェアの公開なども、予定しています。





ハードウェアデータ処理図




最初のロット基板



標準ソフトウェア
製品化したばかりのため、プリセットモードで、手動、時間、イベント数のどれかと
時間分解能、20nsecまたは0.1usecの選択、保存ファイル形式、パラメータ数を
指定して測定を開始させます。



     
 入力信号条件  入力回路では、0.5Vから12V付近までの電圧をコンパレートして、ロジック信号を生成します。
内部の半固定抵抗で調整可能、出荷時は1V程度のしきい値(ダイアル9)に調整しています。
1.5VからTTLロジック信号、またはPeak 12VまでのPOS信号でパルス幅20nsec程度あれば計数
最大パラメータ数は 15/一台。 TNB-10ポータブルの場合、7パラメータ/一台
原子炉実験など、検出器が64本、128本とある場合は、複数台のTNB-10で、安価にシステム化が
可能です。
 
     
 FAST-NIM入力  別途、Fast to TTL変換モジュールを使うことで、可能になります。
TNB-10へ搭載するモジュールまたは、別途単体のBOXで変換します。
 
     
 時間分解能
 データ収集速度
 10[nsec] と 100nsec の基本クロックを指定します。  誤差±5ns
それ以外の単位にも変更可能です。 ご注文時に決定。
連続データ収集、各パラメータ、独立に最大40nsec
ハードウェアバッファ(FIFO)、各パラメータ4096個
内部データ収集速度、バーストで、80Mevent/sec、 連続収集速度Max 100Kevent/sec
と高速ですが、USBは480Mbps、標準的なWindowsマシンで、ハードディスクへ保存する場合の
スループットは、USB転送速度をアクセスするPC側のソフトウェアがボトルネックになります。
WindowsのCPUに関係なく ,8.5Kevent/sec 程度が実測の連続データ収集速度で、
BPS表現だと、272000bpsです。
USBは480M/bpsですが、実際には、パソコンのユーザソフトが、このハードウェアの性能で
アクセスすることは不可能で、測定データを格納するまでの実際の速度を把握することは大切です。
より高速にアクセスするための独立した読み込みタスクなどの利用で、今後改善予定です。
 
     
 外部クロック入力  実験系からのクロック信号で時間を計数することが可能です。
実際の回路は、OPEN回路で、TNB-10同期の場合も外部入力として、本体のクロックを入力します
クロック分配モジュールを使う事で、最大パラメータ(検出器)は 14 × TNB-10の台数になります。
外部クロックは、TTlレベル又は、3.3V電圧のロジック信号。
 
     

 検出器が多い場合
 複数の検出器を、自由に組み合わせて、SUMして任意の出力ポートへ出力する
SUM&GATEモジュールが利用できます。
入力数 64検出器 任意の組み合わせをPC側からマトリクスで指定して、
装置側へ記録させます。
SUM&GATEされたデータは、最大10個の出力へ出力します。
検出器の配置を替えながら、実験をする場合、簡単に、配置を考慮して、10個のグルーブの
組み換えや、異なるグルーブ間のSUMによるレートメータモニタなどの応用が、簡単にできます。
SUM&GATE装置の定価は、50万円です。
 
     
 
爆発的なデータの除去
外部パルス中性子を利用して核分裂を起こす実験などでは、
ファーストニートロンを定量化する必要が無い場合や、核反応に注目する場合などに便利な
20nsec単位で、GATE信号を発生できるようにしました。
基本時間単位に対して12ビット 0 ~4095 で可能です。
 
     
 時間データのリセット  Optionとして、リストモードコントローラーのReset入力(BNC)へパルスを接続することで、
リストデータの時間をリセット(t0)することが出来ます。
これば、核反応を引き起こす、First Nutronのタイミング信号を入れることで、繰り返し起こる核反応を
時間分布データとして、溜め込む場合、後処理が簡単になります。
比較的に長いフライトチューブを利用したTOFと検出器のジオメトリによる角度分散の様な
測定など、基本要素から推移した複雑な条件の実験をサポートします。
 
     
 その他Option  ゼロから設計して開発しています。
実験内容に特化した、特別な回路等を、回路と内部ファームウェア両面から、
組み込めるように設計しています。
FastNutronが大きすぎる場合は、核反応までの時間部分をマスクするといった、
GATE回路等も追加可能です。
 
     
 価格 比較的にPLDもCPUチップも、安い価格です。 開発のイニシャルコストを考えても
開発が終われば、半田ごての人件費と製品検査の費用とちょっとした利益を加えて販売可能です
定価からの、大きな値引き (^の^)」 でサポートできれば幸いです。
本体装置(TNB-10マルチパラメータバス方式) 35万円
リストコントローラー 20万円
EVENT LISTモジュール 15万円/parameter
ソフトウェアは無償提供です。  特注の機能ソフトは別途見積ります。
 
     
 バリエーション  マルチパラメータと一緒に、加速器の制御や、検出器の組み合わせの交換などをする
SUM&GATE装置などを使い、総合的なシステムにする場合は、標準のTNB-10が必要になります。
リレー接点、電磁弁の制御、TTLやRS232Cによる他の装置との通信やコントロール、
タイマースケーラーや単体のPHA/MCS測定、DACを使った温度コントロールといった事が可能です。
D-D,D-T反応加速器の制御も可能です。 アメリカ製、フランス製、イスラエル製など
海外メーカの装置もインターフェース可能です。
総合的な実験系もコンパクトなTNB-10で持ち運べるサイズに凝縮できます。
 
     
   仕様、ソフトウェアの追加開発中です。 随時更新します。 19-AUG-2017  
     
     
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