Convertisseur temps - amplitude à pouvoir de résolution élevée

(1)

HAL Id: jpa-00236279

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236279

Submitted on 1 Jan 1960

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Convertisseur temps - amplitude à pouvoir de résolution élevée

S. Gorodetzky, R. Richert, R. Manquenouille, A. Knipper

To cite this version:

S. Gorodetzky, R. Richert, R. Manquenouille, A. Knipper. Convertisseur temps - amplitude

à pouvoir de résolution élevée. J. Phys. Radium, 1960, 21 (5), pp.388-389. �10.1051/jphys-

rad:01960002105038800�. �jpa-00236279�

(2)

388. CONVERTISSEUR TEMPS - AMPLITUDE A POUVOIR DE RÉSOLUTION ÉLEVÉE (*)

Par S. GORODETZKY, ^R. RICHERT,R. MANQUENOUILLE ^et ^A. KNIPPER,

Institut de Recherches Nucléaires, Strasbourg.

Résumé.

²⁰¹⁴

Nous donnons les performances d’un convertisseur temps-amplitude. La courbe de résolution avec les rayonsy du 60Co ^à ^une largeur ^à mi-hauteur d’environ 4. 10-10S. La pente ^à ^deux

décades en dessous du maximum est d’environ 4,5.10-11 ^s.

Abstract.

²⁰¹⁴

The resolution curve for 60Co gamma rays taken with a fast time to amplitude

converter exhibits a full width at half maximum of about 4.10-10 s. The slope ^{at two} ^decades

below the maximum is about 4.5 10-11.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, ^MAI 1960,

Principe.

^-

^Le ^schéma d’ensemble est donné par la figure 1, ^où seul le convertisseur délai-am-

plitude ^est représenté ^en ^détail.

Les impulsions, provenant ^{de deux} photomulti- plicateurs, ^sont dirigés ^vers des limiteuses opérant

la mise en forme en amplitude. ^A la sortie de ces

limiteuses se fait la superposition ^et ^{la mise} ^en

forme en durée des impulsions. ^Une lampe bloquée

discrimine les impulsions ^en coïncidence des

impulsions ^isolées. ^Une ^seconde limitation garantit

une amplitude ^bien constante avant l’intégration

de l’impulsion dépassant ^le niveau de discrimi- nation.

Performances.

^--

La figure ² ^montre ^{la courbe} amplitude-délai pour ^une certaine amplification

des impulsions ^sortant du convertisseur.

Les parties ^courbes correspondent ^aux ^montées

(*) ^{Une étude} plus ^détaillée du circuit va paraître ^dans

Nuclear Instruments.

et aux descentes des impulsions qui ^se superposent.

La pente ^{de la} partie rectiligne dépend ^de l’ampli-

fication. On peut donc réduire ou dilater l’axe des

temps pour l’adapter ^à ^la sensibilité de la mesure à effectuer. Un amplificateur à seuil à l’entrée de

l’analyseur multicanaux élimine la partie ^courbe

aux faibles amplitudes.

La résolution de l’électronique ^sans photomulti- plicateurs, ^a ^été ^mesurées ^avec ^les impulsions ^d’un générateur à relai à mercure. Elle est égale

à 1,3. 10-10 ^s ^et correspond à celles des circuits les

plus rapides publiés.

Nous avons utilisé des photomultiplica-

teurs 56 AVP de la Radiotechnique, ^sur lesquels

étaient montés des scintillateurs plastiques ^{NE 102}

de 15 ^mm de diamètre et de 25 mm de hauteur,

dont la vie moyenne de désexcitation est égale

à 4.10-9 _{s ;} le réglage ^du potentiel de l’électrode de focalisation permettait ^de n’utiliser que la

partie correspondante ^{de la} photocathode.

FiG. 1.

^-

Convertisseur Temps-Amplitude.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105038800

(3)

389 La courbe de résolution de la figure ³ ^a ^été ^ob-

tenue en sélectionnant dans les canaux latéraux une énergie de 900 keV définie à 5 % près ; ^la source utilisée était une source de 6°Co.

FIG. 2.

^-

Courbe Amplitude-Délai. Largeur du canal : 5,45.10-rl ^s ^dans ^la ^zone ^linéaire.

D’autre part ^R ^étant ^{le nombre} ^total ^de photo-

électrons produits ^{dans la} scintillation, ^{nous avons} ajusté ^la haute tension des ’photomultiplicateurs

de telle sorte que les limiteuses du circuit de ^coïn- cidences rapides ^soient ^amenées ^au cut-off par

0,15 R photoélectrons environ. Dans ces conditions la résolution est 2-r, = 4,16.10-10 ; ^cette ^valeur

est affectée d’une erreur de l’ordre de 5 % ^due âu calibrage. ^Nous âvons ^tracé êh pointillé ^la parabole passant par le maximum êt ayant ^{la même} largeur

à mi-hauteur ; ^notre ^courbe ^de résolution s’en écarte assez peu ; la pente déterminée en un point

situé à 2 décades au-dessous du maximum donne tli2

⁼

4,5 .10-11 s, soit approximative-

ment t1/2

⁼

0,11 ^X 2’t’o. La valeur trouvée pour 2r0

est du même ordre que celle publiée par R. E. Bell

et al. [1]. Elle semble d’autre part, ên âccord âvec

la théorie initialement développée par S. Colombo et al. [2] ^et ^récemment complétée par E. Gatti

et V. Svelto [3].

FIG. 3.

^-

Courbe de Résolution prompte ^en ^6°Co. Largeur

de canal : 1,04.10-1° ^s.

Essais de fonctionnement.

^-

Comme essai final du circuit nous avons repris ^la ^mesure ^{de la vie}

moyenne du niveau excité à 1 290 keV du 182W, qui ^avait ^été mesurée par Sunyar [4]. ^Nous ^trou-

vons tl/2

⁼

1,03 .10-9 ^s. ^L’erreur statistique ^cal-

culée selon la méthode de Peierls [5] ^est ^inférieure

à 1 % êt l’erreur de calibrage êstimée ^à ênvi-

ron 2 %. Le résultat peut donc être exprimé

par tl/2

⁼

(1,03 + 0,03)10-9 ^s. ^Cette ^mesure ^cons-

titue une preuve de la linéarité.de ^notre ^convertis-

seur.

La stabilité de l’ensemble s’est révélée excel-

lente ; ^nous n’avons pas ^constaté de variations _ap-

préciables ^sur ^des périodes de fonctionnement de l’ordre de plusieurs jours.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^BELL (R. E.), ^JORGENSEN (M. H.), ^Nucl. Physics, 1959, 4, ^413.

[2] ^COLOMBO (S.), ^GATTI (E.), PIGNANELLI (M.), ^Nuovo Cimento, 1957, 5, ^1739.

[3] ^GATTI (E.), ^SVELTO (S.), ^Nuclear Instruments, 1959,

4, 189.

[4] ^SUNYAR (A. W.), Phys. Rev., 1954, 93, ^1122.

[5] ^PEIERLS (R.), ^Proc. Roy. Soc., 1935, ¹⁴⁹ A, ^467.

Convertisseur temps - amplitude à pouvoir de résolution élevée

HAL Id: jpa-00236279

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236279

Submitted on 1 Jan 1960

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Convertisseur temps - amplitude à pouvoir de résolution élevée

S. Gorodetzky, R. Richert, R. Manquenouille, A. Knipper

To cite this version:

S. Gorodetzky, R. Richert, R. Manquenouille, A. Knipper. Convertisseur temps - amplitude

à pouvoir de résolution élevée. J. Phys. Radium, 1960, 21 (5), pp.388-389. �10.1051/jphys-

rad:01960002105038800�. �jpa-00236279�

388.

CONVERTISSEUR TEMPS - AMPLITUDE A POUVOIR DE RÉSOLUTION ÉLEVÉE (*)

Par S. GORODETZKY, R. RICHERT,R. MANQUENOUILLE et A. KNIPPER,

Institut de Recherches Nucléaires, Strasbourg.

Résumé.

Nous donnons les performances d’un convertisseur temps-amplitude. La courbe de résolution avec les rayonsy du 60Co à une largeur à mi-hauteur d’environ 4. 10-10S. La pente à deux

décades en dessous du maximum est d’environ 4,5.10-11 s.

Abstract.

The resolution curve for 60Co gamma rays taken with a fast time to amplitude

converter exhibits a full width at half maximum of about 4.10-10 s. The slope at two decades

below the maximum is about 4.5 10-11.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, MAI 1960,

Principe.

Le schéma d’ensemble est donné par la figure 1, où seul le convertisseur délai-am-

plitude est représenté en détail.

Les impulsions, provenant de deux photomulti- plicateurs, sont dirigés vers des limiteuses opérant

la mise en forme en amplitude. A la sortie de ces

limiteuses se fait la superposition et la mise en

forme en durée des impulsions. Une lampe bloquée

discrimine les impulsions en coïncidence des

impulsions isolées. Une seconde limitation garantit

une amplitude bien constante avant l’intégration

de l’impulsion dépassant le niveau de discrimi- nation.

Performances.

La figure 2 montre la courbe amplitude-délai pour une certaine amplification

des impulsions sortant du convertisseur.

Les parties courbes correspondent aux montées

(*) Une étude plus détaillée du circuit va paraître dans

Nuclear Instruments.

et aux descentes des impulsions qui se superposent.

La pente de la partie rectiligne dépend de l’ampli-

fication. On peut donc réduire ou dilater l’axe des

temps pour l’adapter à la sensibilité de la mesure à effectuer. Un amplificateur à seuil à l’entrée de

l’analyseur multicanaux élimine la partie courbe

aux faibles amplitudes.

La résolution de l’électronique sans photomulti- plicateurs, a été mesurées avec les impulsions d’un générateur à relai à mercure. Elle est égale

à 1,3. 10-10 s et correspond à celles des circuits les

plus rapides publiés.

Nous avons utilisé des photomultiplica-

teurs 56 AVP de la Radiotechnique, sur lesquels

étaient montés des scintillateurs plastiques NE 102

de 15 mm de diamètre et de 25 mm de hauteur,

dont la vie moyenne de désexcitation est égale

à 4.10-9 s ; le réglage du potentiel de l’électrode de focalisation permettait de n’utiliser que la

partie correspondante de la photocathode.

FiG. 1.

Convertisseur Temps-Amplitude.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105038800

389

La courbe de résolution de la figure 3 a été ob-

tenue en sélectionnant dans les canaux latéraux une énergie de 900 keV définie à 5 % près ; la source utilisée était une source de 6°Co.

FIG. 2.

Courbe Amplitude-Délai. Largeur du canal : 5,45.10-rl s dans la zone linéaire.

D’autre part R étant le nombre total de photo-

électrons produits dans la scintillation, nous avons ajusté la haute tension des ’photomultiplicateurs

de telle sorte que les limiteuses du circuit de coïn- cidences rapides soient amenées au cut-off par

0,15 R photoélectrons environ. Dans ces conditions la résolution est 2-r, = 4,16.10-10 ; cette valeur

est affectée d’une erreur de l’ordre de 5 % due au calibrage. Nous avons tracé eh pointillé la parabole passant par le maximum et ayant la même largeur

à mi-hauteur ; notre courbe de résolution s’en écarte assez peu ; la pente déterminée en un point

situé à 2 décades au-dessous du maximum donne tli2

4,5 .10-11 s, soit approximative-

ment t1/2

0,11 X 2’t’o. La valeur trouvée pour 2r0

est du même ordre que celle publiée par R. E. Bell

et al. [1]. Elle semble d’autre part, en accord avec

la théorie initialement développée par S. Colombo et al. [2] et récemment complétée par E. Gatti

et V. Svelto [3].

FIG. 3.

Par S. GORODETZKY, ^R. RICHERT,R. MANQUENOUILLE ^et ^A. KNIPPER,

Nous donnons les performances d’un convertisseur temps-amplitude. La courbe de résolution avec les rayonsy du 60Co ^à ^une largeur ^à mi-hauteur d’environ 4. 10-10S. La pente ^à ^deux

décades en dessous du maximum est d’environ 4,5.10-11 ^s.

converter exhibits a full width at half maximum of about 4.10-10 s. The slope ^{at two} ^decades

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, ^MAI 1960,

^Le ^schéma d’ensemble est donné par la figure 1, ^où seul le convertisseur délai-am-

plitude ^est représenté ^en ^détail.

Les impulsions, provenant ^{de deux} photomulti- plicateurs, ^sont dirigés ^vers des limiteuses opérant

la mise en forme en amplitude. ^A la sortie de ces

limiteuses se fait la superposition ^et ^{la mise} ^en

forme en durée des impulsions. ^Une lampe bloquée

discrimine les impulsions ^en coïncidence des

impulsions ^isolées. ^Une ^seconde limitation garantit

une amplitude ^bien constante avant l’intégration

de l’impulsion dépassant ^le niveau de discrimi- nation.

La figure ² ^montre ^{la courbe} amplitude-délai pour ^une certaine amplification

des impulsions ^sortant du convertisseur.

Les parties ^courbes correspondent ^aux ^montées

(*) ^{Une étude} plus ^détaillée du circuit va paraître ^dans

et aux descentes des impulsions qui ^se superposent.

La pente ^{de la} partie rectiligne dépend ^de l’ampli-

temps pour l’adapter ^à ^la sensibilité de la mesure à effectuer. Un amplificateur à seuil à l’entrée de

l’analyseur multicanaux élimine la partie ^courbe

La résolution de l’électronique ^sans photomulti- plicateurs, ^a ^été ^mesurées ^avec ^les impulsions ^d’un générateur à relai à mercure. Elle est égale

à 1,3. 10-10 ^s ^et correspond à celles des circuits les

teurs 56 AVP de la Radiotechnique, ^sur lesquels

étaient montés des scintillateurs plastiques ^{NE 102}

de 15 ^mm de diamètre et de 25 mm de hauteur,

à 4.10-9 _{s ;} le réglage ^du potentiel de l’électrode de focalisation permettait ^de n’utiliser que la

partie correspondante ^{de la} photocathode.

La courbe de résolution de la figure ³ ^a ^été ^ob-

tenue en sélectionnant dans les canaux latéraux une énergie de 900 keV définie à 5 % près ; ^la source utilisée était une source de 6°Co.

Courbe Amplitude-Délai. Largeur du canal : 5,45.10-rl ^s ^dans ^la ^zone ^linéaire.

D’autre part ^R ^étant ^{le nombre} ^total ^de photo-

électrons produits ^{dans la} scintillation, ^{nous avons} ajusté ^la haute tension des ’photomultiplicateurs

de telle sorte que les limiteuses du circuit de ^coïn- cidences rapides ^soient ^amenées ^au cut-off par

0,15 R photoélectrons environ. Dans ces conditions la résolution est 2-r, = 4,16.10-10 ; ^cette ^valeur

est affectée d’une erreur de l’ordre de 5 % ^due âu calibrage. ^Nous âvons ^tracé êh pointillé ^la parabole passant par le maximum êt ayant ^{la même} largeur

à mi-hauteur ; ^notre ^courbe ^de résolution s’en écarte assez peu ; la pente déterminée en un point

0,11 ^X 2’t’o. La valeur trouvée pour 2r0

et al. [1]. Elle semble d’autre part, ên âccord âvec

la théorie initialement développée par S. Colombo et al. [2] ^et ^récemment complétée par E. Gatti

Courbe de Résolution prompte ^en ^6°Co. Largeur

de canal : 1,04.10-1° ^s.

Comme essai final du circuit nous avons repris ^la ^mesure ^{de la vie}

moyenne du niveau excité à 1 290 keV du 182W, qui ^avait ^été mesurée par Sunyar [4]. ^Nous ^trou-

1,03 .10-9 ^s. ^L’erreur statistique ^cal-

culée selon la méthode de Peierls [5] ^est ^inférieure

à 1 % êt l’erreur de calibrage êstimée ^à ênvi-

(1,03 + 0,03)10-9 ^s. ^Cette ^mesure ^cons-

titue une preuve de la linéarité.de ^notre ^convertis-

lente ; ^nous n’avons pas ^constaté de variations _ap-

préciables ^sur ^des périodes de fonctionnement de l’ordre de plusieurs jours.

[1] ^BELL (R. E.), ^JORGENSEN (M. H.), ^Nucl. Physics, 1959, 4, ^413.

[2] ^COLOMBO (S.), ^GATTI (E.), PIGNANELLI (M.), ^Nuovo Cimento, 1957, 5, ^1739.

[3] ^GATTI (E.), ^SVELTO (S.), ^Nuclear Instruments, 1959,

[4] ^SUNYAR (A. W.), Phys. Rev., 1954, 93, ^1122.

[5] ^PEIERLS (R.), ^Proc. Roy. Soc., 1935, ¹⁴⁹ A, ^467.