{"id":20482,"date":"2020-07-09T08:42:59","date_gmt":"2020-07-09T08:42:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-das-signal-rausch-verhaltnis-definition\/"},"modified":"2020-07-09T08:42:59","modified_gmt":"2020-07-09T08:42:59","slug":"was-ist-das-signal-rausch-verhaltnis-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-das-signal-rausch-verhaltnis-definition\/","title":{"rendered":"Was ist das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis – Definition"},"content":{"rendered":"
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Das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (SNR) ist ein in Wissenschaft und Technik verwendetes Ma\u00df, das das elektrische Ausgangssignal mit dem im Kabelverlauf oder in der Instrumentierung erzeugten elektrischen Rauschen vergleicht.\u00a0Dosimetrie<\/span><\/div>\n<\/div>\n
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\"Detektor<\/a>
Detektor f\u00fcr ionisierende Strahlung – Geigerrohr<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Nehmen wir\u00a0<\/span>gasf\u00f6rmige Ionisationsdetektoren an<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Der grundlegende Gasionisationsdetektor besteht aus einer\u00a0<\/span>Kammer<\/span><\/strong>das mit einem geeigneten Medium (Luft oder einem speziellen F\u00fcllgas) gef\u00fcllt ist, das leicht ionisiert werden kann.\u00a0In der Regel ist der Mitteldraht die positive Elektrode (Anode) und der \u00e4u\u00dfere Zylinder die negative Elektrode (Kathode), so dass (negative) Elektronen vom Mitteldraht und positive Ionen vom \u00e4u\u00dferen Zylinder angezogen werden.\u00a0Die Anode hat eine positive Spannung in Bezug auf die Detektorwand.\u00a0Wenn ionisierende Strahlung zwischen den Elektroden in das Gas eintritt, wird eine endliche Anzahl von Ionenpaaren gebildet.\u00a0Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes bewegen sich die positiven Ionen zur negativ geladenen Elektrode (\u00e4u\u00dferer Zylinder) und die negativen Ionen (Elektronen) zur positiven Elektrode (zentraler Draht).\u00a0Die Sammlung dieser Ionen erzeugt eine Ladung an den Elektroden und einen elektrischen Impuls \u00fcber die Erfassungsschaltung.<\/span>verst\u00e4rkt<\/span><\/strong>\u00a0und dann\u00a0mit Standardelektronik\u00a0<\/span>aufgezeichnet<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis<\/span><\/strong><\/h2>\n

Das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (SNR) ist ein in Wissenschaft und Technik verwendetes Ma\u00df, das das elektrische Ausgangssignal mit dem im Kabelverlauf oder in der Instrumentierung erzeugten elektrischen Rauschen vergleicht.<\/span><\/p>\n

Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis – Germaniumdetektoren<\/span><\/strong><\/h3>\n

Die Gesamtabsorption eines 1 MeV-Photons erzeugt etwa 3 x 10\u00a0<\/span>5<\/span><\/sup>\u00a0Elektron-Loch-Paare.\u00a0Dieser Wert ist im Vergleich zur Gesamtzahl der freien Ladungstr\u00e4ger in einem\u00a0intrinsischen Halbleiter von\u00a01 cm\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0gering\u00a0.<\/span><\/p>\n

Durch den Detektor laufende Teilchen ionisieren die Halbleiteratome und erzeugen die Elektron-Loch-Paare.\u00a0Bei Detektoren auf Germaniumbasis bei Raumtemperatur dominiert jedoch die thermische Anregung.\u00a0Es wird durch Verunreinigungen, Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten im Strukturgitter oder durch Dotierstoffe verursacht.\u00a0Dies\u00a0h\u00e4ngt stark von der E-\u00a0<\/span>L\u00fccke<\/span><\/sub>\u00a0(einem Abstand zwischen Valenz und Leitungsband) ab, die f\u00fcr Germanium sehr gering ist (Egap = 0,67 eV).\u00a0Da thermische Anregung zu Detektorrauschen f\u00fchrt, ist f\u00fcr einige Halbleitertypen (z. B. Germanium) eine aktive K\u00fchlung erforderlich.<\/span><\/p>\n

Es ist zu beachten, dass eine 1 cm\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0-Probe von reinem Germanium bei 20 \u00b0 C ungef\u00e4hr 4,2 \u00d7 10\u00a0<\/span>22<\/span><\/sup>\u00a0Atome enth\u00e4lt, aber auch ungef\u00e4hr 2,5 \u00d7 10\u00a0<\/span>13<\/span><\/sup>\u00a0freie Elektronen und 2,5 \u00d7 10\u00a0<\/span>13<\/span><\/sup>\u00a0L\u00f6cher enth\u00e4lt.\u00a0.\u00a0Wie zu sehen ist, w\u00e4re das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (S \/ N) minimal.\u00a0Die Zugabe von 0,001% Arsen (eine Verunreinigung) spendet zus\u00e4tzlich 10\u00a0<\/span>17<\/span><\/sup>freie Elektronen im gleichen Volumen und die elektrische Leitf\u00e4higkeit wird um den Faktor 10.000 erh\u00f6ht.\u00a0In dotiertem Material w\u00e4re das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (S \/ N) noch kleiner.\u00a0Da Germanium eine relativ geringe Bandl\u00fccke aufweist, m\u00fcssen diese Detektoren gek\u00fchlt werden, um die thermische Erzeugung von Ladungstr\u00e4gern (also den umgekehrten Leckstrom) auf ein akzeptables Ma\u00df zu reduzieren.\u00a0Andernfalls zerst\u00f6rt durch Leckstrom induziertes Rauschen die Energieaufl\u00f6sung des Detektors.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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