Detektionspfad

Der Detektionspfad bezeichnet in Mess- und Detektionssystemen die Gesamtheit der Bausteine und Pfade, über die ein physikalisches Signal vom Ursprungsereignis bis zur Detektion verarbeitet wird. Typischerweise umfasst er Sensor oder Transducer, Umwandlungsstufen (optisch, chemisch, mechanisch), nachgeschaltete Signalwege, Verstärker, Filter, Analoger-Digital-Wandler, Datenakquise sowie Vorverarbeitung, Kalibrierung und Timing-Einheiten. Je nach Kontext können weitere Komponenten der Bildgebung, Probenführung oder der späteren Auswertung angehängt sein.

Die Auslegung des Detektionspfads beeinflusst zentrale Leistungsgrößen wie Empfindlichkeit, Dynamikbereich, Rauschverhalten sowie zeitliche und räumliche Auflösung. Wichtige Designaspekte sind Verluste, Rauschquellen, Linearität, Bandbreite, Stabilität, Temperaturabhängigkeiten, Kopplung, Kalibrierung und Latenz. Eine sorgfältige Abstimmung zwischen Detektorcharakteristik, Vorverstärkern, Filtern, Abtastung und dem Datenerfassungssystem ist notwendig, um Verzerrungen und Übersteuerung zu vermeiden.

Beispiele finden sich in verschiedenen Feldern: In der Teilchen- oder Kernphysik sammeln Detektionspfade Signale aus Sensorarrays über Verstärker- und Schaltungsstufen bis zur Datenaufnahme. In der optischen Bildgebung führt der Detektionspfad Photonen durch Optik, Filter und Sensoren (CCD/CMOS/PMT) zur Detektion. In der Massenspektrometrie wandelt er Ionensignale in elektrische Signale um, die gemessen und ausgewertet werden.