Die Erfindung betrifft einen Empfänger für ein analoges elektrisches Signal, das von ein oder mehreren Detektoren erzeugt wird. Das analoge elektrische Signal, das von ein oder mehreren Detektoren erzeugt wird, wird nachfolgend Detektorsignal genannt. Es handelt sich um ein zeitabhängiges Signal, welches innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auftritt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren für ein Verarbeiten eines analogen elektrisches Signals.

Ein Empfänger für ein Detektorsignal kann einen Analog-Digital-Wandler (ADC) und eine nachgeschaltete digitale Signalverarbeitungseinrichtung umfassen.

Ein Detektor kann beispielsweise Schall oder Licht oder andere elektromagnetische Strahlungen detektieren. Ein Detektor kann beispielsweise Feuchtigkeit detektieren. Ein Detektor kann beispielsweise Teilchen detektieren, so zum Beispiel Elementarteilchen wie Myonen, Neutrinos oder Elektronen.

Detektiert ein Detektor beispielsweise Schall, so kann ein Wellen förmiges elektrisches Signal entstehen, das dann von einem Detektor zum Empfänger weitergeleitet werden kann. Das Wellen förmige Signal wird vom Analog-Digital-Wandler des Detektors digitalisiert. Detektiert ein Detektor beispielsweise das Auftreten von Teilchen im Rahmen von physikalischen Untersuchungen, so kann ein elektrisches Signal erzeugt werden, das ein oder mehrere Pulse, also Peaks, umfasst. Die Pulse können in unregelmäßigen zeitlichen Abständen auftreten. Die Pulse können unterschiedlich hoch sein. Ein solches elektrisches Signal wird nachfolgend Puls förmiges Signal genannt. Das Puls förmige Signal kann dann vom Analog-Digital-Wandler des Detektors digitalisiert werden.

Ein durch den Analog-Digital-Wandler erzeugtes digitales Signal wird von dem Analog- Digital-Wandler zur Signalverarbeitungseinrichtung geleitet. Die Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet dann das erhaltene digitale Signal.

Ein Analog-Digital-Wandler ist ein elektronisches Gerät, Bauelement oder Teil eines Bauelements. Ein Analog-Digital-Wandler kann eine analoge Eingangsspannung in einen digitalen Ausgangswert umsetzen. Steigt eine Eingangsspannung mit der Zeit linear an, die vom Analog-Digital-Wandler digitalisiert wird, dann würde auch der digitale Ausgangswert mit der Zeit linear ansteigen, falls jede beliebig kleine Änderung der Eingangsspannung digital erfasst werden könnte. Die Auflösung eines Analog-Digital-Wandler ist jedoch nie groß genug, um dies erreichen zu können. Analog-Digital-Wandler wandeln daher eine mit der Zeit linear ansteigende Eingangsspannung nur stufenförmig in digitale Ausgangswerte um. Je kleiner die Stufen sind, umso besser ist die Linearität des Analog-Digital-Wandlers. Allerdings ist das Datenvolumen, das dann an eine Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden muss, umso größer, je besser die Linearität des Analog-Digital- Wandlers ist. Die effektive Anzahl von Bits (engl. effective number of bits; ENOB) gibt an, wie hoch die Auflösung eines Analog-Digital-Wandlers ist, also wie gut die Linearität eines Analog-Digital-Wandlers ist.

Zum Beispiel ein Analog-Digital-Wandler kann in der Praxis digitale Signale nicht kontinuierlich an die Signalverarbeitungseinrichtung weiterleiten, sondern nur getaktet. Die zugehörige Frequenz wird Taktfrequenz oder auch Clock-Frequenz genannt. Je größer die Taktfrequenz eines Analog-Digital-Wandlers ist, umso genauer kann der Empfänger eine analoge Eingangsspannung bzw. ein Detektorsignal zeitlich auflösen. Mit zunehmender Taktfrequenz nimmt allerdings auch das Datenvolumen zu, das an die digitale Signalverarbeitungseinrichtung geleitet und von dieser verarbeitet wird.

Aus der Druckschrift US 2009/0027250 A1 ist ein System bekannt, welches ein erstes Filter umfasst, das einen ersten Analog-Digital-Umsetzer mit einem Ausgangssignal versorgt, das durch Filtern eines Zwischenfrequenzsignals durch ein erstes Band in der n-ten Nyquist-Zone des ersten Analog-Digital-Umsetzers erhalten wird. Ein zweites Filter ist vorhanden, das einen zweiten Analog-Digital-Umsetzer mit einem Ausgangssignal versorgt, das durch Filtern des Zwischenfrequenzsignals durch ein zweites Band in der k-ten Nyquist-Zone des zweiten Analog-Digital-Umsetzers erhalten wird. Das k-te Nyquist-Zonenband ist innerhalb des n-ten Nyquist-Zonenbandes eingestellt. Das n-te Nyquist-Zonenband ist innerhalb des Bandes des Zwischenfrequenzsignals eingestellt. Mit diesem System werden Signale eines Mobilfunkgeräts verarbeitet.

Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, dass ein Detektorsignal und zwar insbesondere ein Puls förmiges Detektorsignal mit geringem Informationsverlust durch eine Signalverarbeitungseinrichtung eines Empfängers verarbeitet werden kann. Es soll das dafür erforderliche digitale Datenvolumen geringgehalten werden, das von dem Analog-Digital-Wandler an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet und von der Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet wird. Zur Lösung der Aufgabe umfasst ein Verfahren für ein Verarbeiten eines analogen elektrisches Signals die Merkmale des ersten Anspruchs. Die Erfindung betrifft außerdem einen Empfänger für die Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Nebenanspruchs.

Mit Wavelet-Analyse ist gemeint, dass ein zeitabhängiges Signal in zumindest zwei frequenzabhängige Signalanteile zerlegt wird. Der eine Signalanteil bezieht sich auf hohe Frequenzen. Der andere Signalanteil bezieht sich auf niedrige Frequenzen.

Mit dynamisch ist gemeint, dass die Wavelet-Analyse für ein Signal durchgeführt wird, welches innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auftritt, um im Anschluss daran erneut eine Wavelet-Analyse durchzuführen. Ein dafür geeignet langer Zeitraum beträgt 1/untere Grenzfrequenz. Mit unterer Grenzfrequenz ist die untere Grenzfrequenz der niedrigen und der hohen Frequenzen gemeint. Es gilt daher auch, dass der Zeitraum für Signalanteile, die sich auf tiefe Frequenzen und damit auf ein Frequenzband mit tiefen Frequenzen beziehen, vorzugsweise länger ist als der Zeitraum für Signalanteile, die sich auf hohe Frequenzen und damit auf ein Frequenzband mit hohen Frequenzen beziehen. Dies trägt dazu bei, weiter verbessert ein übermäßig großes Datenvolumen zu vermeiden.

Beispielsweise wird auf ein empfangenes Detektorsignal zunächst eine Wavelet- Transformation angewendet wird. Dies geschieht dynamisch, also in vorgegebenen zeitlichen Abständen immer wieder neu. Ein innerhalb von einem kurzen Zeitraum empfangenes Detektorsignal wird im Anschluss an eine Wavelet-Transformation durch eine Gruppe von Funktionen mit wellenartigem Charakter mathematisch beschrieben. Eine Funktion aus dieser Gruppe unterscheidet sich von einer anderen Funktion aus dieser Gruppe durch die Wellenfrequenz. Es findet im Anschluss daran eine Unterteilung in Signalanteile mit hoher Frequenz und niedriger Frequenz statt. Hoch und niedrig ist eine relative Angabe. Eine jede hohe Frequenz ist höher im Vergleich zu einer jeden niedrigen Frequenz. Die Funktionen mit wellenartigem Charakter werden also unterteilt in Funktionen mit hoher Frequenz einerseits und mit niedriger Frequenz andererseits.

Durch eine Wavelet-Analyse kann also ein empfangenes Detektorsignal durch eine Wavelet-Transformation in Signalanteile zerlegt werden. Die Signalanteile werden in niederfrequent und hochfrequent unterteilt, also zwei verschiedenen Frequenzbändern zugeordnet. Das eine Frequenzband umfasst die hohen Frequenzen. Das andere Frequenzband umfasst die niedrigen Frequenzen. Die beiden Frequenzbänder überschneiden sich nicht. Die beiden Frequenzbänder grenzen grundsätzlich aneinander an.

Es findet eine solche Wavelet-Analyse dann nicht einmalig statt, sondern in vorgegebenen zeitlichen Abständen immer wieder neu, da sich das Detektorsignal ständig ändert oder zumindest ständig ändern kann und zwar in unregelmäßiger Form.

Ein Beispiel für eine Wavelet-Transformation ist eine Kurzzeit-Fourier-Transformation. Es wird dann auf elektrische Detektorsignale, die innerhalb eines kurzen Zeitraums empfangen werden, eine Fourier-Transformation angewendet.

Der Empfänger für ein Detektorsignal umfasst eine Einrichtung für eine Umwandlung von elektrischen Signalen in digitale Signale und eine Signalverarbeitungseinrichtung. Die Einrichtung für eine Umwandlung von elektrischen Signalen in digitale Signale wird nachfolgend Umwandlungseinrichtung genannt. Die Umwandlungseinrichtung wandelt ein analoges elektrisches Signal frequenzabhängig um. Der Anteil eines Signals, der sich auf hohe Frequenzen bezieht, wird mit geringerer Linearität bzw. geringerer Auflösung digitalisiert als der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht.

Umfasst die Umwandlungseinrichtung einen ersten Analog-Digital-Wandler für hohe Frequenzen und einen zweiten Analog-Digital-Wandler für niedrige Frequenzen, dann kann daher die effektive Anzahl von Bits des ersten Analog-Digital-Wandlers geringer als die effektive Anzahl von Bits des zweiten Analog-Digital-Wandlers sein.

Alternativ oder ergänzend wird der Anteil eines Signals, der sich auf hohe Frequenzen bezieht, mit einer höheren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet als der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht.

Durch die frequenzabhängige Unterteilung und frequenzabhängige Verarbeitung gelingt es, den Informationsverlust gering zu halten oder sogar praktisch vollständig auszuschließen, ohne dass das Datenvolumen übermäßig groß ist, das von der Umwandlungseinrichtung an die Signalverarbeitungseinrichtung geleitet und welches dann von der Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet wird.

Es ist auch möglich, dass eine Wavelet-Analyse auf das bereits digitalisierte Signal angewendet wird. In diesem Fall wird ein Signalanteil, der hohen Frequenzen zugeordnet ist, mit einer großen Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet. Ein Signalanteil, der niedrigen Frequenzen zugeordnet ist, wird mit einer kleinen Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet. „Groß“ und „klein“ ist wiederum eine relative Angabe. Es ist damit gemeint, dass die kleine Taktrate kleiner ist als die große Taktrate.

In einer Ausgestaltung wird der Anteil eines Signals, der sich auf hohe Frequenzen und somit auf ein hohes Frequenzband bzw. einen hohen Frequenzbereich bezieht, mit einer Taktrate von wenigstens 1 GHz, vorzugsweise von wenigstens 2 GHz, von der Umwandlungseinrichtung in digitalisierter Form an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet. Die Umwandlungseinrichtung kann daher einen ersten Analog-Digital- Wandler umfassen, der den Anteil eines Signals aus dem hohen Frequenzbereich mit einer Taktrate von wenigstens 1 GHz oder 2 GHz in digitalisierter Form an die Signalverarbeitungseinrichtung weiterleitet.

In einer Ausgestaltung wird der Anteil eines Signals, der sich auf den niedrigen Frequenzbereich bezieht, mit einer Taktrate von weniger als 2 GHz, vorzugsweise von weniger als 1 GHz, besonders bevorzugt von weniger als 0,5 GHz von der Umwandlungseinrichtung an die Signalverarbeitungseinrichtung in digitalisierter Form weitergeleitet. Die Umwandlungseinrichtung kann daher einen zweiten Analog-Digital- Wandler umfassen, der den Anteil eines Signals aus dem niedrigen Frequenzbereich mit einer Taktrate von weniger als 0,5 GHz, 1 GHz oder 2 GHz an die Signalverarbeitungseinrichtung weiterleitet.

Der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht, kann vorteilhaft mit einer wesentlich geringeren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weiterleitet werden. Die Taktrate kann um einen Faktor 2, 3 oder 4 geringer sein.

In einer Ausgestaltung unterscheidet sich die Linearität eines Analog-Digital-Wandlers für den hochfrequenten Signalanteil um wenigstens einen Faktor 5, vorzugsweise um wenigstens einen Faktor 10, von der Linearität eines Analog-Digital-Wandlers für den niederfrequenten Signalanteil. Es kann dann besonders geeignet ein Puls förmiges Signal praktisch ohne Informationsverlust verarbeitet werden, ohne dafür ein übermäßig großes Datenvolumen handhaben und verarbeiten zu müssen. Mit Puls förmigem Signal ist ein elektrisches Signal gemeint, welches aus Pulsen gebildet ist, also zeitabhängig eine Mehrzahl von Peaks umfasst. Vor allem in diesem Fall ist es von Vorteil, zwischen hochfrequenten und niederfrequenten Signalanteilen zu unterscheiden und diese unterschiedlich zu verarbeiten. Durch einen niederfrequenten Signalanteil kann dann beispielsweise die Anzahl der Pulse ohne Verlust an Information bestimmt werden. Durch eine hochfrequenten Signalanteil können beispielsweise Verläufe von Pulsen beschrieben werden.

In einer Ausgestaltung wird der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht, mit wenigstens 8, 10 oder 12 ENOB in ein digitales Signal durch die Umwandlungseinrichtung umgewandelt. Die Umwandlungseinrichtung kann einen zweiten Analog-Digital-Wandler umfassen, der den Anteil eines Signals aus dem niedrigen Frequenzbereich mit wenigstens 8, 10 oder 12 ENOB in ein digitales Signal umwandelt.

Es gilt in diesem Zusammenhang für Analog-Digital-Wandler: wobei SINAD der Signal Rauschabstand ist und im Idealfall das Verhältnis vom maximalen linearen Signal zum Digitalisierungsfehler und damit eine Beschreibung der Linearität. ENOB ist also eine Auskunft über Rauschen und Linearität. In der Regel überwiegt der Linearitätsanteil.

In einer Ausgestaltung umfasst die Umwandlungseinrichtung für einen Signalanteil mit den hohen Frequenzen einen Flash-Analog-Digital-Wandler. Mithilfe des Flash-Analog- Digital-Wandlers wird dann der hochfrequente Signalanteil digitalisiert. Ein Flash- Analog-Digital-Wandler bzw. ein Flash-ADC ist ein Analog-Digital-Wandler, der eine lineare Spannungsleiter mit einem Komparator an jeder "Sprosse" der Leiter verwendet, um die Eingangsspannung mit aufeinanderfolgenden Referenzspannungen zu vergleichen. Häufig sind diese Referenzleiter aus vielen Widerständen aufgebaut. Auch eine kapazitive Spannungsteilung ist möglich. Ein Flash-Analog-Digital-Wandler kann sehr einfach gebaut sein und kann sehr schnell ein analoges Signal digitalisieren.

In einer Ausgestaltung ist der Analog-Digital-Wandler für den hochfrequenten Bereich ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler. Ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler ist ein so eingerichteter Analog-Digital-Wandler, dass dieser nur analoge Signale zu digitalisieren vermag, die oberhalb einer vorgegebenen Frequenz liegen. Außerdem gibt es grundsätzlich eine Obergrenze, so dass ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler solche analogen Signale digitalisieren kann, die innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes liegen. Liegen die Frequenzen der hochfrequenten Signalanteile beispielsweise bei mehr als 450 MHz, dann wird der Bandpass-Analog-Digital-Wandler so ausgewählt, dass dieser keine analogen Signale digitalisieren kann, die unterhalb von 450 MHz liegen. Die Verarbeitung eines Detektorsignals durch einen Bandpass-Analog- Digital-Wandler umfasst eine Wavelet-Analyse im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Auch für den niederfrequenten Signalanteil kann ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler vorgesehen sein. Liegen Frequenzen von niederfrequenten Signalanteile beispielsweise bei weniger als 450 MHz, dann wird der Bandpass-Analog-Digital-Wandler so ausgewählt, dass dieser keinen analogen Signalanteil digitalisieren kann, der sich auf Frequenzen oberhalb von 450 MHz bezieht.

In einer Ausgestaltung umfasst die Umwandlungseinrichtung für den niederfrequenten Bereich, also für die niedrigen Frequenzen, einen SAR-Analog-Digital-Wandler. Mithilfe des SAR-Analog-Digital-Wandlers werden dann niederfrequente Signalanteile digitalisiert. Ein SAR-ADC ist ein einfach gebauter ADC mit mittlerer bis hoher Auflösung. Die Auflösung für SAR-ADCs kann von 8 bis 18 Bit reichen. Eine Abtastgeschwindigkeit von bis zu 5 Mega-Samples pro Sekunde (Msps) kann möglich sein.

In einer Ausgestaltung der Erfindung gibt es ein Filter, das ein analoges Signal in Signalanteile mit hohen Frequenzen und Signalanteile mit niedrigen Frequenzen splittet. Der Signalanteil mit den hohen Frequenzen kann dann dem Analog-Digital-Wandler zugeführt werden, der für die Digitalisierung von hochfrequenten Signalanteilen vorgesehen ist. Der Signalanteil mit den niedrigen Frequenzen kann dann dem Analog- Digital-Wandler zugeführt werden, der für die Digitalisierung von niederfrequenten Signalanteilen vorgesehen ist. Durch das Filter wird folglich eine Wavelet-Analyse durchgeführt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung liegen die Frequenzen eines hochfrequenten Signalanteils bei mehr als 400 MHz, vorzugsweise bei mehr als 500 MHz, besonders bevorzugt bei mehr als 600 MHz. Die Frequenzen eines niederfrequenten Signalanteils liegen dann unterhalb der vorgenannten Werte. Beginnen also die Frequenzen von hochfrequenten Signalanteilen beispielsweise bei 500 MHz, dann liegen die Frequenzen von niederfrequenten Signalanteilen unterhalb von 500 MHz.

Anstelle von zwei Frequenzbändern können auch mehr als zwei Frequenzbänder für eine Unterteilung vorgesehen sein, um so die Aufgabe der Erfindung zu lösen. So können die durch Wavelet-Transformation erhaltenen Wavelets drei verschiedenen Frequenzbänder zugeordnet werden. Ein Frequenzband bezieht sich auf Wavelets mit hoher Wellenfrequenz. Ein Frequenzband bezieht sich auf Wavelets mit mittlerer Wellenfrequenz. Ein Frequenzband bezieht sich auf Wavelets mit niedriger Wellenfrequenz. Die Frequenzbänder überschneiden sich nicht. Das Frequenzband mit den hohen Frequenzen grenzt grundsätzlich an das Frequenzband mit den mittleren Frequenzen an. Das Frequenzband mit den mittleren Frequenzen grenzt grundsätzlich an das Frequenzband mit den niedrigen Frequenzen an.

Der Empfänger für ein Detektorsignal umfasst eine Einrichtung für eine Umwandlung von elektrischen Signalen in digitale Signale und eine Signalverarbeitungseinrichtung. Die Umwandlungseinrichtung wandelt ein analoges elektrisches Signal frequenzabhängig um. Der Anteil eines Signals, der sich auf hohe Frequenzen bezieht, kann mit geringerer Linearität in ein digitales Signal umgewandelt werden als der Anteil eines Signals, der sich auf mittlere Frequenzen bezieht. Der Anteil eines Signals, der sich auf mittlere Frequenzen bezieht, kann mit geringerer Linearität in ein digitales Signal umgewandelt werden als der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht.

Der Anteil eines Signals, der sich auf hohe Frequenzen bezieht, kann als digitales Signal mit einer höheren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden als der Anteil eines Signals, der sich auf mittlere Frequenzen bezieht. Der Anteil eines Signals, der sich auf mittlere Frequenzen bezieht, kann als digitales Signal mit einer höheren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden als der Anteil eines Signals, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht.

Die Analog-Digital-Wandlung kann in Abhängigkeit vom Frequenzband durchgeführt werden. Dies ist aber nicht zwingen erforderlich, da ein digitalisiertes Signal auch nachträglich gefiltert werden kann.

Die vorliegende umfasst kein erstes Filter, das einen ersten Analog-Digital-Umsetzer mit einem Ausgangssignal versorgt, das durch Filtern eines Zwischenfrequenzsignals durch ein erstes Band in der n-ten Nyquist-Zone des ersten Analog-Digital-Umsetzers erhalten wird, und auch kein zweites Filter, das einen zweiten Analog-Digital-Umsetzer mit einem Ausgangssignal versorgt, das durch Filtern des Zwischenfrequenzsignals durch ein zweites Band in der k-ten Nyquist-Zone des zweiten Analog-Digital-Umsetzers erhalten wird, wobei das k-te Nyquist-Zonenband innerhalb der n-ten Nyquist-Zonenbandes eingestellt ist und das n-te Nyquist-Zonenband innerhalb des Bandes des Zwischenfrequenzsignals eingestellt ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 : Puls förmiges Detektorsignal;

Figur 2: Ergebnis einer Kurzzeit-Fourier-T ransformation;

Figur 3: Unterteilung der Kurzzeit-Fourier-Transformation in drei verschiedene

Frequenzbänder;

Figur 4: Signalanteil eines hohen Frequenzbandes;

Figur 5: Signalanteil eines mittleren Frequenzbandes;

Figur 6: Signalanteil eines niedrigen Frequenzbandes;

Figur 7: Analog-Digital-Wandler einer Umwandlungseinrichtung;

Figur 8: Aufbau eines Empfängers.

In der Figur 1 wird ein Puls förmiges Detektorsignal S gezeigt, wie dieses bei der Detektion von Teilchen auftreten kann. Dargestellt ist die von der Zeit t abhängige Amplitude A des Detektorsignals S. Das Detektorsignal S umfasst eine Mehrzahl von Peaks P. Ein Peak P kann durch das Auftreten eines Teilchens entstanden sein.

Das Detektorsignal S wird mit einer gewählten Abtastrate abgetastet. Es wird vorzugsweise so abgetastet, dass von jeder ansteigenden Flanke eines jeden Peaks wenigstens zwei Messpunkte MP erfasst werden. Benötigt ein Puls P die Zeit tnse, um sein Maximum zu erreichen, dann ist der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen kleiner als tnse und zwar vorzugsweise wenigstens halb so klein und kleiner. Die Messpunkte MP sind also das Ergebnis, was durch ein oder mehrere Detektoren gemessen worden sein kann.

Auf das in der Figur 1 gezeigte, durch die Messpunkte MP repräsentierte Detektorsignal S wird für den gezeigten Zeitraum eine Kurzzeit-Fourier-Transformation angewendet. Das Ergebnis der Kurzzeit-Fourier-Transformation wird in der Figur 2 gezeigt. In der Figur 2 werden die Frequenzanteile bei den jeweiligen Frequenzwerten dargestellt. Die Figur 2 verdeutlicht, dass bei niedrigeren Frequenzen zunächst ein Anstieg und danach ein Abfall auftritt. Bei hohen Frequenzen treten praktisch keine Änderungen mehr auf. Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für eine Unterteilung in drei verschiedenen Frequenzbänder L, M und H. Das Frequenzband L bezieht sich auf niedrige Frequenzen und kann zweckmäßig so gewählt sein, dass der Anstieg der durch Fourier-Transformation erhaltenen Funktion und ein erster Bereich des Abfalls dieser Funktion abgedeckt wird. Das Frequenzband M bezieht sich auf mittlere Frequenzen und kann zweckmäßig so gewählt sein, dass ein zweiter Bereich des Abfalls der durch Fourier-Transformation erhaltenen Funktion abgedeckt wird. Das Frequenzband H bezieht sich auf hohe Frequenzen und kann zweckmäßig so gewählt sein, dass ein Bereich der durch Fourier- Transformation erhaltenen Funktion abgedeckt wird, der sich mit der Frequenz nicht mehr oder nur noch geringfügig verändert. Die Frequenzbänder können gleich breit sein oder aber unterschiedlich breit sein.

Die Figuren 4 bis 6 veranschaulichen die Signalanteile, die den Frequenzbändern H, M, L zuzuordnen sind.

Die Figur 4 bezieht sich auf das Frequenzband H mit den hohen Frequenzen. In diesem Signalanteil sind 8 Peaks sehr genau zu unterscheiden. Auch ist die Höhe eines jeden Peak gut zu erkennen. Wurden Teilchen detektiert, so bedeutet das Ergebnis, dass 8 Teilchen detektiert worden sind. Mit der Zeit kann sich dieser Signalanteil sehr stark verändern, aber nur innerhalb eines sehr kurzen Zeitabschnitts. Daher sind große Taktraten für die Weiterleitung an eine Signalverarbeitungseinrichtung zweckmäßig, um die Peaks zuverlässig zu erfassen. Da sich dieser Signalanteil sehr stark in Abhängigkeit mit der Zeit ändern kann, kann eine geringe Auflösung für eine Umwandlung in ein digitales Signal genügen.

Die Figur 5 zeigt den Signalanteil, der sich auf das Frequenzband M mit den mittleren Frequenzen bezieht. Es sind nach wie vor 8 Peaks zu erkennen. Allerdings ist das Ergebnis verschmierter im Vergleich zu dem in der Figur 4 gezeigtem Ergebnis. Es genügen daher geringere Taktraten für die Weiterleitung zur Signalverarbeitungseinrichtung genügen.

Die Figur 6 zeigt den Signalanteil, der sich auf das Frequenzband L mit den niedrigen Frequenzen bezieht. Peaks sind nur noch sehr verwaschen zu erkennen. Mit der Zeit verändert sich dieser Signalanteil nicht sehr stark. Daher genügen geringe Taktraten für die Weiterleitung an eine Signalverarbeitungseinrichtung. Da sich dieser Signalanteil nur relativ wenig in Abhängigkeit mit der Zeit ändert, ist eine hohe Auflösung für eine Umwandlung in ein digitales Signal zweckmäßig, um Signalveränderungen hinreichend genau zu erfassen. Werden die drei Signalanteile zusammengesetzt, so resultiert das Detektorsignal S. Die drei Signalanteile umfassen also die vollständige Information. Ein jeder Signalanteil umfasst Informationen, die in den anderen beiden Signalanteilen nicht enthalten sind. Die drei in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Funktionen sind also orthogonal zueinander.

Die Umwandlungseinrichtung kann drei Analog-Digital-Wandler umfassen, wie dies in der Figur 7 angedeutet wird. Der oberste der in der Figur 7 gezeigten Analog-Digital- Wandler ist für den Signalanteil vorgesehen, der sich auf die hohen Frequenzen H bezieht. Der mittlere der in der Figur 7 gezeigten Analog-Digital-Wandler ist für den Signalanteil vorgesehen, der sich auf die mittleren Frequenzen M bezieht. Der untere der in der Figur 7 gezeigten Analog-Digital-Wandler ist für den Signalanteil vorgesehen, der sich auf die niedrigen Frequenzen L bezieht. Der oberste der in der Figur 7 gezeigten Analog-Digital-Wandler kann beispielsweise ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler sein. Da ein Bandpass-Analog-Digital-Wandler einen Signalanteil aus einem Detektorsignal S herausfiltert, der sich auf einen vorgegebenen Frequenzbereich bezieht, führt der Bandpass-Analog-Digital-Wandler eine erfindungsgemäße Wavelet-Analyse durch.

Es können beispielsweise digitale Bandpass-Filter, also allgemein Filtereinrichtungen, vorhanden sein, durch die erreicht wird, dass jeder Analog-Digital-Wandler nur Signalanteile digitalisiert, die für den jeweiligen Analog-Digital-Wandler vorgesehen sind. Ein digitaler Bandpass-Filter kann also eine erfindungsgemäße Wavelet-Analyse durchführen.

Ein digitales Bandpass-Filter ist ein mathematisches Filter für ein Sperren oder Durchlässen eines bestimmten Frequenzbereiches. Digitale Filter werden mit Logikbausteinen wie ASICs, FPGAs oder in Form eines sequenziellen Programmes mit einem Signalprozessor realisiert.

Es kann für die mittleren und niedrigen Frequenzen M, L nur ein Analog-Digital-Wandler vorgesehen sein, der durch Filterung zunächst einen Signalanteil digitalisiert, der sich auf niedrige Frequenzen L bezieht. Im Anschluss daran kann der Signalanteil, der sich auf die mittleren Frequenzen M bezieht, durch den Analog-Digital-Wandler digitalisiert werden. Die Reihenfolge kann vertauscht werden.

Es ist also nicht zwingend erforderlich, dass für jeden Signalanteil ein Analog-Digital- Wandler vorhanden ist. Es kann sogar nur ein Analog-Digital-Wandler genügen, was aber weniger zweckmäßig ist. Es kann beispielsweise bei dem Analog-Digital-Wandler für die hohen Frequenzen eine Nachfilterung durchgeführt werden, um besonders zuverlässig unerwünschte Frequenzanteile herauszufiltern. Es können auch nachträglich Filterungen bei den ein oder zwei anderen Analog-Digital-Wandlern durchgeführt werden, um unerwünschte Frequenzanteile herauszufiltern. Auch dies ist eine Wavelet-Analyse im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf hohe Frequenzen und damit auf das Frequenzband H bezieht, wird mit geringerer Linearität in ein digitales Signal umgewandelt als der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf mittlere Frequenzen aus dem Frequenzband M bezieht. Der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf mittlere Frequenzen aus dem Frequenzband M bezieht, wird mit geringerer Linearität in ein digitales Signal umgewandelt als der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf niedrige Frequenzen L bezieht.

Der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf hohe Frequenzen H bezieht, wird mit einer höheren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet als der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf mittlere Frequenzen M bezieht. Der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf mittlere Frequenzen M bezieht, wird mit einer höheren Taktrate an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet als der Anteil des Detektorsignals S, der sich auf niedrige Frequenzen L bezieht. Beispielsweise kann die Taktrate, mit der digitalisierte Werte, die sich auf die hohen Frequenzen H beziehen, an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden, wenigstens doppelt so hoch sein wie die Taktrate, mit der digitalisierte Werte, die sich auf die mittleren Frequenzen M beziehen, an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden. Beispielsweise kann die Taktrate, mit der digitalisierte Werte, die sich auf die mittleren Frequenzen M beziehen, an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden, wenigstens doppelt so hoch sein wie die Taktrate, mit der digitalisierte Werte, die sich auf die niedrigen Frequenzen L beziehen, an die Signalverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden. Die Taktrate für die Weiterleitung der digitalisierten Werte an die Signalverarbeitungseinrichtung, die den niedrigen Frequenzen L zuzuordnen sind, kann also um ein Mehrfaches, beispielsweise um wenigstens ein Vierfaches, geringer sein als die Taktrate für die Weiterleitung der digitalisierten Werte an die Signalverarbeitungseinrichtung, die den hohen Frequenzen H zuzuordnen sind.

Es kann genügen, dass nur die Anteile des Detektorsignals S verarbeitet werden, die sich auf das niedrige Frequenzband L und das mittlere Frequenzband M beziehen, um gesuchte Ergebnisse zu ermitteln. Es kann also in Abhängigkeit vom gesuchten Ergebnis zweckmäßig sein, einen Anteil des Detektorsignals S überhaupt nicht zu berücksichtigen, der sich auf das hohe Frequenzband H bezieht.

In der Figur 8 wird ein erster möglicher Aufbau eines Empfängers gezeigt, der ein zeitabhängiges elektrisches Signal von einem Detektor 1 erhält. Der Empfänger umfasst ein Bandpassfilter 2, zwei Analog-Digital-Wandler 3, 4 und eine Signalverarbeitungseinrichtung 5. Ein Detektorsignal wird vom Detektor 1 zum Bandpassfilter 2 geleitet. Das Bandpassfilter 2 teilt das Detektorsignal in zwei Signalanteile auf. Ein Signalanteil bezieht sich auf hohe Frequenzen und wird zum Analog-Digital-Wandler 3 weitergeleitet. Der andere Signalanteil bezieht sich auf niedrige Frequenzen und wird zum Analog-Digital-Wandler 4 weitergeleitet. Der Analog- Digital-Wandler 3 digitalisiert den erhaltenen Signalanteil mit einer geringen Auflösung und leitet digitalisierte Werte mit hoher Taktfrequenz an die Signalverarbeitungseinrichtung 5 weiter. Der Analog-Digital-Wandler 4 digitalisiert den erhaltenen Signalanteil mit großer Auflösung und leitet digitalisierte Werte mit geringer Taktfrequenz an die Signalverarbeitungseinrichtung 5 weiter. Die Signalverarbeitungseinrichtung 5 verarbeitet die erhaltenen digitalisierten Werte und kann ein so verarbeitetes Detektorsignal beispielsweise über einen Bildschirm ausgeben.

In der Figur 9 wird ein zweiter möglicher Aufbau eines Empfängers gezeigt, der ein zeitabhängiges elektrisches Signal von einem Detektor 1 erhält. Der Empfänger umfasst einen Analog-Digital-Wandler, ein digitales Bandpassfilter 2 und eine Signalverarbeitungseinrichtung 5. Ein Detektorsignal wird vom Detektor 1 zum Analog- Digital-Wandler weitergeleitet. Der Analog-Digital-Wandler digitalisiert das empfangene Detektorsignal und leitet das digitalisierte Ergebnis an das digitale Bandpassfilter 2. Das Bandpassfilter 2 teilt digitalisierte Ergebnis in zwei digitalisierte Signalanteile auf. Ein digitalisierter Signalanteil bezieht sich auf hohe Frequenzen. Der andere digitalisierte Signalanteil bezieht sich auf niedrige Frequenzen. Der digitalisierte Signalanteil, der sich auf hohe Frequenzen bezieht, wird mit hoher Taktfrequenz an die

Signalverarbeitungseinrichtung 5 weitergeleitet. Der digitalisierte Signalanteil, der sich auf niedrige Frequenzen bezieht, wird mit kleiner Taktfrequenz an die

Signalverarbeitungseinrichtung 5 weitergeleitet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 5 verarbeitet die erhaltenen digitalisierten Werte und kann ein so verarbeitetes Detektorsignal beispielsweise über einen Bildschirm ausgeben.