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In any LTI (Linear Time-Invariant) system, the convolution of two signals is denoted using a convolution operator, assuming all initial conditions are zero. The convolution integral can be divided into two parts: the zero-input or natural response and the zero-state or forced response, with t0 indicating the initial time.
To simplify the convolution integral, it is assumed that both the input signal and impulse response are zero for negative time values. The graphical convolution process...
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Xiao-Yun Zuo1,2, Jin-Kun Zheng1, Jin-Yao Duan1,2

  • 1Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM), Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710119, China.

The Review of scientific instruments
|August 20, 2025
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Este estudio introduce un método de lectura rápida de señales para ánodos de franjas cruzadas utilizando un algoritmo de centróide de convolución de interpolación. El nuevo enfoque mejora la velocidad de procesamiento de eventos manteniendo una alta resolución espacial para mejorar el rendimiento del detector.

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Área de la Ciencia:

  • Instrumentación nuclear
  • Procesamiento de señales
  • Detección de partículas

Sus antecedentes:

  • Los ánodos de banda cruzada son cruciales para la detección sensible a la posición en varias aplicaciones científicas.
  • Los métodos de lectura existentes a menudo se enfrentan a limitaciones en el equilibrio de la velocidad y la resolución espacial.
  • El procesamiento eficiente de señales es clave para maximizar las tasas de adquisición de datos en física de alta energía e imágenes médicas.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar y validar un nuevo método de lectura de señales para ánodos de franjas cruzadas.
  • Mejorar la velocidad de procesamiento de eventos de los sistemas de ánodo de banda cruzada.
  • Para mantener un alto rendimiento de resolución espacial simultáneamente con una mayor velocidad de lectura.

Principales métodos:

  • Implementación de un algoritmo de centroide de convolución de interpolación para la lectura de la señal.
  • Determinación del canal de eventos mediante comparaciones de agrupación y suma.
  • Cálculo de la posición del centroide mediante la interpolación del punto cero de la nube de electrones.
  • Verificación del sistema mediante simulaciones conjuntas en MATLAB y Vivado.

Principales resultados:

  • El algoritmo propuesto mejora significativamente la velocidad de lectura de las señales de ánodo de banda cruzada.
  • El rendimiento de alta resolución se mantiene con el nuevo método de lectura.
  • Los resultados experimentales demuestran una resolución espacial de 22,63 lp/mm.
  • Se logró una velocidad de procesamiento de eventos superior a 20 MHz con esta resolución.

Conclusiones:

  • El algoritmo de centroide de convolución de interpolación ofrece una solución superior para la lectura de la señal de ánodo de franja cruzada.
  • Este método aborda efectivamente la compensación entre la velocidad y la resolución en los sistemas de detección.
  • El rendimiento validado indica avances significativos para aplicaciones que requieren detección de posición rápida y de alta resolución.