Steigerung der Empfindlichkeit

Ein wesentliches Merkmal von KEM ist die Möglichkeit zur Steigerung der Empfindlichkeit. Wie wird das erreicht?

Ein „Event“ ist jede (up und down) Durchquerung der Messschwelle. Bei der KEM Methode wird diese Meßschwelle weit ins Rauschen des Empfängers verlegt und damit zur Empfindlichkeitssteigerung genutzt. Rauschpulse, die die Meßschwelle überschreiten, werden wie Signalpulse gemessen, so dass während der TOF viele Events kontinuierlich gemessen werden. Das Rauschen wird in der KEM Methode also wie ein Signal behandelt. Während bei der EM die Signale nur aus dem Startpuls und ein oder zwei Echopulsen bestehen, sind die zu verarbeitenden Signale bei der KEM Methode Pulsketten aus Startpuls, Echopulsen und Rauschpulsen. Bei einer Einzelmessung können vom KEM IC Pulsketten von bis zu 500 Pulsen verarbeitet werden.

Bei Mittelung tendieren die Rauschpulse gegen null, während die Signalpulse erhalten bleiben. Dadurch ist mit der KEM Methode eine Empfindlichkeitserhöhung um mehr als zwei Zehnerpotenzen auf Kosten der Messzeit erreichbar.

Links unten: Als Stimulierungssignale werden vom Rauschen überlagerte abfallende Pulssequenzen verwendet.

Links oben: Nach Durchlaufen des KEM ICs, Verarbeitung zur SW-Amplitude und Mittelung, ergibt sich ein wesentlich besseres Signal/Rausch-Verhältnis. Der dargestellte Verlauf ist das Ergebnis der Mittelung über alle 4 Kanäle des KEM IC.

Rechts: Die SW-Amplitude jedes der 4 Kanäle des KEM ICs.

KEM ermöglicht im Vergleich zu EM eine sehr viel höhere Empfindlichkeit, jedoch steigt die Anzahl der zu verarbeitenden Pulse. Die Leistungsmerkmale von Triple-INs KEM Messkernen sind auf diese Komplexität durch ihre hohe Integrations- und Funktionsdichte angepasst.