Anleitung zum Auswerteprogramm ASCS fuer ASCA-Spektren ====================================================== Ausdrucken dieser Anleitung auf der VAX mit $PRINT EX_HELP:ASSHLP.TXT, wenn Sie auf Ihrem Experiment-Account eingelogged sind. Das Programm ASCS ermoeglicht die interaktive Integration von Peaks in Orts- spektren, die von dem ASCA-Auswerteprogramm erzeugt wurden (ASCA-Spektren). Es beruecksichtigt dabei, dass die ASCA-Spektren rechnerisch entstanden sind, und die Fehler der Kanalinhalte von dem Programm ASCA mitgeliefert werden. Die Programme ANALYS oder PEAK, die ansonsten gleiche Funktion haben, wuerden hier zu kleine Fehler liefern bei der Peak-Integration. Die auszuwertenden Spektren muessen sich auf der VAX befinden, und der dem Experiment zugeordnete Account muss Zugriffsrechte zu den Spektren haben: Experiment GKZ Account GKZ File Name [dir]spektr.spe oder disk:[dir]spektr.spe Ablage auf EX_DATA:[dir]spektr.spe bzw. disk:[dir]spektr.spe entpricht DATA$GKZ:[dir]spektr.spe Falls die File-Spezifikation keine 'Node::' oder 'Device:' Angabe enthaelt, so wird die Default Device-Angabe 'EX_DATA:' hinzugefuegt (und auch am Bild- schirm angezeigt). 'EX_DATA:' kann durch den Login-File des Experiment- Accounts auf der VAX als "Logical" umdefiniert werden. Der Default fuer 'EX_DATA:' ist in LOGDEF.COM als DATA$GKZ (die Datenplatte) definiert. Das Programm ASCS hebt seine aktuellen Parameter in dem File EX_PARAM:ASSPAR.DAT auf, um sie bei einem nachfolgenden Start als Default- Werte anbieten zu koennen. Achtung: Die Logicals EX_DATA, EX_PARAM, EX_PROG und EX_HELP sind nur lokal innerhalb eines Experiment-Accounts gueltig. Man muss sich also auf dem richtigen Account einloggen, um sie verwenden zu koennen, z.B. fuer ein $PRINT EX_HELP:ASSHLP.TXT . Im Gegensatz dazu sind die Logicals EX$GKZ und DATA$GKZ global bekannt. Die Messprogramme arbeiten nach dem gleichen Default-Mechanismus. Bildschirmanzeigen ------------------ In der obersten Zeile wird an erster Stelle der Name des Programmes darge- stellt. Dann folgt der Name des Spektrums und am Ende der Zeile eine detail- lierte Statusanzeige in hexadezimaler Form von folgender Bedeutung: STATUS of spectrum (hexadecimal) 0001 Spectrum created on disk 0002 Spectrum saved on disk 0004 Spectrum created in memory 0008 Spectrum loaded in memory 0200 Wrong typ of spectrum 0400 Error reading header of spectrum 0800 Error reading spectrum file 1000 Header loaded 8000 Take spectrum from memory (else from disk) Die zweite Zeile dient der Ausgabe von Fehlermeldungen (blinkend), sowie Informationen ueber die augenblicklichen Aktivitaeten des Programmes. Bedienung des Programmes ------------------------ Das Programm ASCS wird entweder von dem Programm ASCA direkt aufgerufen (Show results), dann kann nur das zuvor mit ASCA erzeugte Spektrum analysiert werden. Es sind dabei nur die Funktionen "Show Spectrum" und "Peak Inte- gration" zugaenglich, die automatisch eingestellt werden. Oder das Programm wird separat mit RUN ASCS aufgerufen, dann koennen auf der Platte abgelegte ASCA-Spektren bearbeitet werden. Es stehen alle Funktionen zur Verfuegung. Das Programm ist weitgehend selbsterklaerend. Die notwendigen Eingaben werden zum Teil in Dialogform angefordert. Bei Parametereingaben werden im allge- meinen Vorbelegungswerte in Klammer ausgegeben, die mit der RETURN-Taste uebernommen werden koennen. Ein anderer Teil der Eingaben ist als Kommandos zu geben. Die zur Verfuegung stehenden Kommandos sind mit ^H (Control H) in den einzelnen Programmteilen abzufragen. Exit ASCS +++++++++ Verlassen des Programmes. Suspend ASCS ++++++++++++ Mit diesem Aufruf wird das ASCS-Programm suspendiert d.h. es wird gestoppt, bleibt jedoch im Speicher. Durch das Kommando RES ASCS kann es sehr schnell wieder zum Leben erweckt werden. Falls es durch ein Messprogramm gestartet wurde, erfolgt nach dem SUSPEND eine Rueckkehr zu diesem, und bei einem erneuten Start wird von dem Mess- programm ein RESUME durchgefuehrt. Wird bei suspendiertem ASCS das Mess- programm gestoppt, so erfolgt ein Abbruch von ASCS mittels ABORT. Die aktuellen Parameter von ASCS gehen dabei verloren. Show header +++++++++++ Zeigt die wichtigsten Daten des Headers, der jedem Spektrum beigefuegt ist. Dies sind im wesentlichen die Daten des ausgewerteten SCAM-Spektrums. Name des Experimentes. Name des SCAM-Spektrums. Name des Programmes, von dem das Spektrum erzeugt wurde =ASCA. Titelzeile Format des Spektrums. Startzeit und -datum des SCAM-Spektrums. Stopzeit und -datum des SCAM-Spektrums. Die Zeit in Sekunden, waehrend der das Experiment gestartet war (Realtime). Anzahl der Daten, die auf Grund ihrer Datenkennung ausgesondert wurden, weil sie mit dem Experiment in keinem Zusammenhang stehen (Rejected data). Entweder wurde beim Start die Datenkennung falsch angegeben, oder es ist eine zusaetzliche Datenquelle unbeabsichtigt mitgelaufen. Anzahl der Daten, die durch Hardwarefehler oder -stoerungen ver- stuemmelt uebertragen wurden (Data errors). Die um die Totzeit korrigierte Zeit (Realtime - Deadtime), die fuer jeden Detektor zur Datenaufnahme zur Verfuegung stand (Lifetime). Anzahl der verarbeiteten Daten (Processed data). Anzahl der Daten, die ausserhalb der Spektrengrenzen lagen und deshalb nicht verarbeitet wurden (Data out of range). Fenstergrenzen fuer jedes Fenster und jeden Detektor bei der Erzeugung der Ortsspektren. Die Darstellung des Headers wird mit der Return-taste beendet. Show Spectrum +++++++++++++ Einstieg in die graphische Ausgabe und das Peak-Integrationsprogramm (s.u.). Set file name +++++++++++++ Eingabe eines Datei- (File) Namens fuer das Spektrum. Dieses muss ein bereits existierendes ASCA-Spektrum sein, das sich auf der VAX befindet. Die Angabe des Filenamens muss im VAX File Format erfolgen. Die Eingabe erfolgt getrennt fuer device:[directory] und filename. Die device:[directory] Eingaben werden, falls noetig, ergaenzt: Eingabe Resultat dir EX_DATA:[dir] [dir] EX_DATA:[dir] dev:[dir] dev:[dir] node::[dir] node::[dir] node::dev:[dir] node::dev:[dir] Falls nur die Directory angegeben wird, wird diese ergaenzt durch den logischen Device-Namen 'EX_DATA:'. Help ++++ Kopiert diesen Help-file auf den Bildschirm. *** Graphische Darstellung des Spektrums ------------------------------------------ Folgende Kommandos stehen zur Verfuegung: ^H Help -Auflisten der moeglichen Kommandos. ^Z Exit -Rueckkehr in die Einstiegsebene. ^I Peak integration -Aufruf des Peak-Integrations-Programmes. ^R Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern). SP Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern) Display Kommandos: R Shift right -schiebt das Spektrum um 20% nach rechts. L Shift left -dito nach links. E Expand X -Dehnen der X-Achse um den Faktor 2. C Compress X -dito Stauchen. U Up Y -Dehnen der Y-Achse um den Faktor 2. D Down Y -dito Stauchen. N Normalize Y -Normieren des Y-Massstabes mit dem maximalen Y Wert. F Full spectrum -Darstellung des ganzen Spektrums. A All spectra of matrix-Darstellung aller Spektren einer Matrix I Input -numerische Eingabe der Darstellungsparameter. OFFSET= Nullpunktsverschiebung LENGTH= Laenge des dargestellten Ausschnitts Y-OFFSET= Y-Nullpunktverschiebung (s.h. Y) wd -w=1... Nummer des Fensters d=1... Nummer des Detektors Display modes: V Vectors -Darstellung durch Vektoren. P Points -Darstellung durch Punkte. H Histogram -Histogramm-Darstellung S Statistical errors -Fehlerbalken-Darstellung X Lin/Log mode -lineare/logarithmische Darstellung B Base line on/off -Ein- und Ausblenden der Nulllinie. T Text on/off -Textausgabe ein/ausschalten Y Y-offset on/off -Bei Angabe einer Peakposition und bei jeder Y-Normierung (N) wird aus dem kleinsten auf- tretenden Kanalinhalt ein passender Y-offset berechnet, dessen Beruecksichtigung bei der Darstellung durch die Eingabe von Y gesteuert wird. Alle Kommandos koennen waehrend des laufenden Bildaufbaus gegeben werden. Dieser wird dadurch unterbrochen und das neue Kommando aus- gefuehrt. *** Peakintegration --------------------- Achtung: Bei Cursoreingaben Blockiert gelegentlich das VT240. Die Blockade kann ueber das Terminal-'Set-Up' mit 'Clear Comm' (deutsch: 'Komm rucks.') behoben werden. Achtung: Das Positionieren des Cursors ist zum Teil um einen Bildschirmrasterpunkt ungenau (am Rande auch mehr). Beim Einstieg in das Peakintegrationsprogramm wird zunaechst die Kanalnummer des zu integrierenden Peaks angefordert. Die Eingabe kann numerisch oder mit ^Z und Leertaste ueber Cursor erfolgen. Die Eingabe der Peak-Lage wird mit RETURN beendet. Danach erfolgt die numerische Anforderung der Integrations- grenzen wobei die alten Werte als Vorbelegung angeboten werden. Diese Eingabe kann vorzeitig mit ^Z beendet werden. Das Spektrum wird anschliessend so am Bildschirm dargestellt, dass alle Grenzen von Untergrund und Peak zu sehen sind, falls sie nicht ausserhalb des Spektrums liegen (im ^J-Modus bleibt die Laenge des Spektrumausschnittes jedoch unveraendert, auch wenn dabei nicht alle Grenzen im Bild erscheinen). Bildausschnitt und Grenzen koennen danach noch beliebig veraendert werden (Bedienung s.u.). Untergrund- und Peak-Grenzen: Die 6 Grenzen fuer den linken und rechten Untergrund sowie den zu integrier- enden Peak koennen zwischen zwei Kanaele gesetzt werden, was die Zugehoerig- keit zu einem bestimmten Bereich besser erkennen laesst. Der erste Kanal eines Bereichs berechnet sich durch Abrunden und Addition von 1 zur linken Grenze, waehrend sich der letzte Kanal durch Abrunden der rechten Grenze ergibt. Die Grenzen werden durch Marker am Bildschirm dargestellt. Der aktuelle Marker ist zur Unterscheidung in anderer Weise dargestellt als die uebrigen. Die Grenzen koennen durchaus in unsinniger Weise gesetzt werden (z.B. ueber verschiedene Spektren verteilt), ohne dass das Programm dies monieren wuerde. Es liegt in der Verantwortung des Benutzers dies zu vermeiden. Wird von einem Spektrum zu einem anderen geschaltet, so wandern die Grenzen mit zu dem neuen Spektrum. Es ist durchaus moeglich in einen Untergrundbereich keinen Kanal einzuschlies- sen, falls z.B. nur ein einseitiger Untergrund fuer die Auswertung zur Ver- fuegung steht. Untergrundbestimmung: Der Untergrund wird linear angenaehert. Zur Berechnung der Untergrundgeraden werden zwei verschiedene Verfahren angewendet, die bei unproblematischen Peaks zu etwa gleichen Ergebnissen fuehren. Bei Problemfaellen (nichtlinearer Untergrund, Doppelpeaks usw.) koennen wesentliche Unterschiede auftreten, so dass nur eine Begutachtung der beiden Untergrundgeraden am Bildschirm (mittels ^A) zu brauchbaren Ergebnissen fuehren kann. Fuer den Fall, dass rechter und linker Untergrundbereich jeweils nur aus einem Kanal bestehen, liefern beide Verfahren identische Ergebnisse. Verfahren 1: (Untergrund-Fit) An die Kanaele des linken und rechten Untergrundes zusammen wird eine Gerade gefittet. Hierzu wird ein ungewichteter 'least-squares-fit' verwendet, da ein gewichteter Fit nicht flaechentreu ist, und die Chi-Quadrat-Korrektur (BEV, S248) nur fuer die beteiligten Kanaele, nicht jedoch fuer die Unter- grundflaeche unter dem Peak gueltig ist. Ferner stammen bei Vorliegen eines nahezu horizontalen Untergrundes die Kanalinhalte ohnehin aus der gleichen statistischen Gesamtheit, so dass ein ungewichteter Fit fuer einen solchen Fall eher geeignet ist. Fehlerrechnung Es werden zwei Fehlerrechnungen durchgefuehrt und der groesste der beiden Fehler fuer weitere Berechnungen verwendet. Fehler 1: Aus den vom Programm ASCA errechneten Fehlern wird fuer die be- teiligten Kanalinhalte die Varianz berechnet. Fehler 2: Ueber die Fehlerquadratsumme wird (falls ausreichend Freiheits- grade vorhanden) die tatsaechliche Varianz der beteiligten Kanal- inhalte bestimmt. In beiden Faellen wird anschliessend eine Fehlerfortpflanzung von den Kanae- len zu den Geradenparametern gerechnet. Fehler 1 kommt zum Tragen, wenn ins- besondere bei wenig Freiheitsgraden die Kanaele zufaellig sehr dicht bei der Geraden liegen. Fehler 2 dominiert, wenn der Untergrund durch systematische Abweichungen sich von einer Geraden unterscheidet. Verfahren 2: (Canberra-Untergrund (CAN S.33)) Der rechte und der linke Untergrund werden jeweils getrennt fuer sich in X und Y gemittelt (ungewichtet). Durch die so erhaltenen zwei Punkte wird die Untergrundgerade gelegt. Fehlerrechnung Fuer dieses Verfahren werden ebenfalls zwei Fehler aus rechnerrischer und tatsaechlicher Varianz berechnet und der groesste weiter verwertet. Fehler 1: Durch Fehlerfortpflanzung werden aus den vom Programm ASCA errech- neten Fehlern fuer jeden Kanalinhalt die Fehler des linken bzw. rechten Untergrundstuetzpunktes berechnet. Die Fehler der Geraden- parameter ergeben sich durch Fehlerfortpflanzung aus den Fehlern beider Stuetzpunkte. Fehler 2: Fuer linken und rechten Untergrund getrennt wird die tatsaechliche Varianz durch die Fehlerquadratsumme bezueglich der Untergrundgeraden bestimmt. Dann wird wie bei Fehler 1 verfahren. Berechnung der Peakflaeche: Die Brutto-Peakflaeche wird berechnet durch Aufaddieren aller Kanaele inner- halb der Peakgrenzen. Zur Ermittlung der beiden Netto-Peakflaechen werden die durch die beiden Untergrundgeraden gegebenen Flaechen unter dem Peak abgezogen. Fehlerrechnung Um die Fehlerrechnung zu vereinfachen wurde der Nullpunkt der X-Achse fuer die beiden Untergrundgeraden y=A+Bx in die Mitte des Peakbereiches gelegt. Dann berechnet sich die Untergrundflaeche lediglich aus dem Achsabschnitt A und Korrelationsprobleme zwischen A und B treten bei der Fehlerrechnung nicht auf. Der Fehler der Bruttoflaeche errechnet sich durch Fehlerfort- pflanzung aus den vom Programm ASCA gelieferten Fehlern fuer jeden Kanalin- halt. Der Fehler der Nettoflaeche ergibt sich dann durch Fehlerfortpflanzung zu Wurzel aus der Summe von dem Fehlerquadrat der Bruttoflaeche und dem Fehler- quadrat der Untergrundflaeche. Folgende Kommandos stehen zur Verfuegung: Funktionen: ^H Help -Auflisten der moeglichen Kommandos. ^Z Exit -Rueckkehr in die Einstiegsebene. ^I New peak position -Auswahl eines neuen Peaks zur Integration. ^D Display spectrum -Aufruf des Display-Programms ^R Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern). SP Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern) ^F Full results on terminal -Der Peak wird integriert und alle Ergebnisse werden alphanumerisch auf das Terminal aus- gegeben. ^P Print results -Wie ^F jedoch Ausgabe auf einem angeschlos- senen Drucker (serieller Ausgang A1). CR Integrate -Integration und graphische und alphanumerische Ausgabe auf dem Terminal. ^A Show alternate background -Wechsel zwischen den beiden Untergrundgeraden. Der dargestellte Untergrund wird durch * bei der numerischen Ausgabe markiert. (Nach CR) Display Kommandos: R Shift right -schiebt das Spektrum um 20% nach rechts. L Shift left -dito nach links. E Expand X -Dehnen der X-Achse um den Faktor 2. C Compress X -dito Stauchen. U Up Y -Dehnen der Y-Achse um den Faktor 2. D Down Y -dito Stauchen. N Normalize Y -Normieren des Y-Massstabes mit dem maximalen Y Wert. F Full spectrum -Darstellung des ganzen Spektrums. A All spectra of matrix-Darstellung aller Spektren einer Matrix I Input -numerische Eingabe der Darstellungsparameter. OFFSET= Nullpunktsverschiebung LENGTH= Laenge des dargestellten Ausschnitts Y-OFFSET= Y-Nullpunktverschiebung (s.h. Y) wd -w=1... Nummer des Fensters d=1... Nummer des Detektors Display modes: V Vectors -Darstellung durch Vektoren. P Points -Darstellung durch Punkte. H Histogram -Histogramm-Darstellung S Statistical errors -Fehlerbalken-Darstellung B Base line on/off -Ein- und Ausblenden der Nulllinie. Y Y-offset on/off -Bei Angabe einer Peakposition und bei jeder Y-Normierung (N) wird aus dem kleinsten auf- tretenden Kanalinhalt ein passender Y-offset berechnet, dessen Beruecksichtigung bei der Darstellung durch die Eingabe von Y gesteuert wird. Marker commands: M1...M6 Select marker 1...6 -Die Markerpositionierungseingaben wirken nur auf den gerade aktiven Marker. Mit diesem Kommando wird einer der sechs Marker (von links gezaehlt) zum aktiven Marker erklaert. Achtung, mehrere Marker koennen an der glei- chen Position uebereinanderliegen. M< Select next marker left -Marker links vom aktiven Marker wird zum neuen aktiven Marker. M> Select next marker right -Marker rechts vom aktiven Marker wird zum neuen aktiven Marker. MM Same as M> -Wie M> MSpace Cursor input of current marker -Durch M mit nachfolgender Leertaste wird der aktive Marker an die Position des Curser ge- setzt. Er kann dabei jedoch nicht seine be- nachbarten Marker kreuzen, sondern bleibt an deren Position stehen. < Shift current marker left -Links schieben des aktiven Markers, maximal bis zum linken Nachbarn. > Shift current marker right -Rechts schieben des aktiven Markers, maximal bis zum rechten Nachbarn. Alle Kommandos koennen waehrend des laufenden Bildaufbaus gegeben werden. Dieser wird dadurch unterbrochen und das neue Kommando aus- gefuehrt. Lit: BEV P. R. Bevington; Data Reduction and ... CAN Canberra Katalog 81-82 Am besten einfach alles ausprobieren. Unverstaendliche Zusammen- haenge bitte notieren, ebenso unklare Fehlermeldungen sowie falsche Reaktionen des Programmes. 11.12.90 K. Huber