Триггер в экспериментальной ядерной физике и физике элементарных частиц - иерархия последовательных решений о соответствии признаков
события изучаемому явлению (ядерной реакции, актам рассеяния и распада элементарных
частиц и т.п.), сопровождаемых командой на регистрацию события. К числу признаков
событий относятся, напр., их топология, последовательность появления во времени
и величины амплитуд импульсов от детекторов частиц, факт срабатывания определ.
детекторов и т. п.
Триггеры реализуется с помощью
электронных устройств (в т. ч. цифровых процессоров), вырабатывающих управляющую
команду (триггерный сигнал) на регистрацию события, удовлетворяющего заранее
выбранному набору условий. Появление триггерного сигнала означает, что признаки
события соответствуют изучаемому классу явлений. Триггер необходим для
селекции исследуемых
событий при высоком уровне фона, позволяя существенно его подавить и этим уменьшить
объём эксперим. данных, подлежащих дальнейшему анализу.
Формирование триггера для каждого события на основе полной информации от всех элементов комбинированной
системы детекторов, как правило, нецелесообразно, поскольку большинство
фоновых процессов можно отвергнуть, исходя из сравнительно простых критериев.
Поэтому оптимальным оказывается многоуровневый (иерархический) последовательно
усложняющийся триггер.
Временная диаграмма триггеров
разных уровней.
Различают неск. уровней триггеров соответственно времени их реализации (рис.).
Быстрый триггер (претриггер, или триггер первого уровня) формируется за время 
мкс сигналами быстродействующих детекторов - сцинтилляци-онных и черепковских,
в т.ч. ливневых детекторов, в к-рых частица полностью теряет
свою энергию, образуя каскад вторичных частиц (ливень), а также сигналами, поступающими
от ускорителя заряж. частиц (напр., о сбросе пучка на мишень или появлении сгустка
частиц пучка и т. п.). Требования к быстродействию такого триггера (при высокой
стоимости
быстрой электроники) ограничивают его простыми логич. операциями типа "и",
"или", "больше" ("меньше"), осуществляемыми
с помощью логических схем сложения, совпадения и антисовпадения (см.
Совпадений метод), дискриминации (см. Амплитудный дискриминатор).
Быстрый триггер получают, напр., формируя пучки частиц телескопом сцинтилляц.
счётчиков (см. Телескоп счётчиков)или идентифицируя частицы в моноимпульсных
пучках по массе с помощью черепковских счётчиков. Быстрый триггерный
сигнал применяют и в качестве управляющего импульса при выработке последующих
более сложных решений, в частности для стробирования время-, зарядо-, амплитудно-цифровых
преобразователей (ВЦП, ЗЦП, АЦП), а также для запуска трековых детекторов
частиц (напр., стримерной камеры и искровой камеры, где необходима
временная задержка 
мкс по отношению к моменту появления события).
Триггеры второго уровня формируется за время до неск. мкс на основе информации, поступающей от
более медленных электронных детекторов, напр. пропорциональных и дрейфовых
камер. Здесь могут учитываться временные корреляции между сигналами, множественность
вторичных частиц, результаты простейшего геом. и кинематич. анализа, к-рый выполняется
с помощью быстрых специализированных процессоров, рассчитанных на фиксированные
арифметич. и логич. операции.
В триггерах третьего уровня с характерным временем формирования
мкс используется информация от быстрых ВЦП, ЗЦП, АЦП, к-рая обрабатывается,
как правило, с помощью программируемого микропроцессора. При этом учитываются
результаты измерений в координатных и ливневых детекторах. Такой триггер применяют
и для "поджи-га" освещения пузырьковых камер.
Последняя ступень перед
записью данных - фильтрация событий - осуществляется с помощью
программируемых микропроцессоров или мини-ЭВМ за время 10- 100 мс. На этой стадии,
к-рая определяет скорость накопления данных, происходит распознавание событий
с учётом полной информации, поступившей от всех детекторов. В зависимости от
результатов такого анализа событие либо записывается для хранения на долговременном
носителе информации, либо отвергается.
Эффективность каждого уровня триггера оценивается по отношению числа событий до и после него. Для многоуровневого триггера, в целом, это отношение часто достигает неск. порядков при эффективности регистрации полезных событий, близкой к 100%. Выбор числа уровней триггера зависит от эффективности каждого из них, а также от входного потока частиц, сечения и характера изучаемого процесса, уровня фона, структуры эксперим. установки. Простые эксперименты часто ограничиваются триггером первого уровня. Исследования же редких и сложных процессов, маскируемых интенсивным фоном, требуют многоуровневого триггера. Для преобразования и обработки информац. сигналов, используемых при формировании триггера и передаче данных, разработана специализированная стандартная электроника (НИМ, КАМАК, ВЕКТОР, СУММА, ФАСТБАС и др.).
Г. И. Мерзон
|
|
 |
