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Mehrkanal-Impulsamplitudenanalysator Die Erfindung betrifft Mehrkanal-Impulsamplitudenanalysatoren,
d. h. Geräte, die aus einer Anzahl von elektrischen Impulsen diejenigen auswählen,
deren Amplitude in einem gegebenen Bereich liegt, worauf die ausgewählten Impulse
z. B. gezählt und registriert werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Geräte
der genannten Art, die verschiedene Diskriminatoren und eine gleiche Anzahl von
Stromkreisen mit zwei stabilen Zuständen (Kippanordnungen) besitzen, die, sobald
der zu analysierende Impuls nacheinander die Schwellen der verschiedenen Diskriminatoren
erreicht, augenblicklich ihren Zustand ändern.
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Es sind verschiedene Arten von Analysatoren bekannt, darunter auch
solche, bei denen der zu analysierende Impuls zunächst eine gewisse Zahl von Monovibratoren
oder einstellbaren Diskriminatoren Dl, D2 . . . Dn beaufschlagt, welche die
verschiedenen Analyseschwellen S1, S2 . . . Sn bestimmen, die wiederum Spannungsbänder
d S1 = S2 --S" d S2 = S3 SZ . . . d Sn = S"-S"_1 definieren.
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Da diese Geräte die Aufgabe haben, die elektrischen Impulse der Amplitude
nach zu ordnen, dürfen nur die Impulse, deren größte Amplitude zwischen Sk und Sk+l
liegt, die Zählung einer Einheit in dem Band d Sk ergeben. Wenn die Anstiegsfront
eines Impulses den Schwellenwert Sk erreicht, wechselt der Diskriminator Dk seinen
Zustand, die Registrierung einer Einheit in dem Band d Sk darf jedoch nur
erfolgen, wenn der Diskriminator Dk+l seinen Zustand nicht geändert hat. Die Zählung
einer Einheit in einem beliebigen Band ist daher nach der Beaufschlagung des unteren
Diskriminators dieses Bandes der etwaigen und jedenfalls zeitlich später erfolgenden
Beaufschlagung des unmittelbar höheren Diskriminators untergeordnet. Diese Schwierigkeit
hat man bei den bisher bekannten Analysatoren mit Hilfe von Verzögerungsfunktionen
oder Zeitdehnungskreisen gelöst.
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Fig. 1 und 2 zeigen die bekannten Grundsätze der Verwendung derartiger
Verzögerungsfunktionen und Zeitdehnungskreise.
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In Fig. 1 sind als Ordinaten die Amplituden und als Abszissen die
Zeiten aufgetragen. Die verschiedenen Amplitudenschwellen So, S1, S2, S3, S4, S5,
Se bestimmen die Bänder d So, d Sl, d S2, d S3, d S4, S5. Der Impuls
1 erreicht die verschiedenen Schwellen zu den Zeiten t1, t2, t3, t4, t5. Die größte
Amplitude des Impulses 1 tritt zur Zeit t"", auf, und dieser Impuls 1 soll eine
Zählung einer Einheit in dem Band AS, ergeben. Fig. 1 zeigt deutlich,
daß in einem Zeitintervall, z. B. (t2, t3 ), die Zählung einer Einheit in
dem Band AS, bis zu dem Zeitpunkt t3 möglich bleibt, an welchem die
Schwelle S3 erreicht wird. Es muß daher nach dem Zeitpunkt t2 das etwaige, der Schwelle
S3 entsprechende Ansprechen abgewartet werden, um zu wissen, ob das Maximum des
Impulses 1 in dem Band d SZ liegt oder nicht. Anders ausgedrückt, es ist wesentlich,
das von der höchsten erreichten Schwelle herrührende Ansprechen zu kennen.
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Hierfür wird im allgemeinen die Registrierung der den verschiedenen
Schwellen S1 bis S5 entsprechenden Ansprechvorgänge um Zeiten d t1,
d t2, d t3, d t4, d t5 verzögert, welche sich bei jeder
Schwelle ändern, so daß die Ansprechvorgänge zeitlich in der Reihenfolge t,',
t4',
t,', t2', t,' auftreten, welche der Reihenfolge t1, t2, t3, t4,
t. entgegengesetzt ist. Bei dem Beispiel der Fig. 1 kann man so von dem Zeitpunkt
t,' an wissen, daß das Maximum des Impulses in dem Band d S5 liegt, und zwar ohne
daß hierfür die späteren Zeitpunkte t4 , t3', '2 11 t1' abgewartet zu werden brauchen.
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Eine zweite bekannte, in Fig. 2 dargestellte Lösung besteht darin,
die Form des Impulses 1 zu verändern, bevor er in den Analysator geschickt wird,
und den Höchstwert seiner Amplitude bis zu einem Zeitpunkt 0 aufrechtzuerhalten,
welcher für das gute Arbeiten des Analysators ausreicht. Die Rückkehr des Impulses
auf Null erfolgt augenblicklich an dem Zeitpunkt 0, wo er dann übliche Antikoinzidenzkreise
beaufschlagt.
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Bei einem anderen bekannten Gerät wird in einer Röhre mit beispielsweise
zehn Anoden, die mit zehn Zähleinrichtungen verbunden sind; ein Elektronenstrahl
proportional der Spannung eines durch jeden Impuls aufgeladenen Kondensators abgelenkt,
wobei der Elektronenstrahl während des Impulsanstiegs schnell über die Anoden läuft
und während des Impulsabfalls, weil der Kondensator sich nicht entladen kann, stehenbleibt
und
an der entsprechenden Anode ein Signal erzeugt, das einerseits die Zählung und andererseits
die Entladung des Kondensators auslöst. Die Zählfolge eines solchen Gerätes beträgt
etwa 20000 Impulse pro Minute.
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Es sind daneben Impulsamplitudenanalysatoren bekannt, die eine Anzahl
Diskriminatoren und eine Anzahl Kippanordnungen umfassen und bei denen zwei Steuerleitungen
vorgesehen sind, um einerseits die Rückstellung der Kippanordnungen in die Nullstellung
und andererseits die Registrierung zu bewirken, wobei diese Vorgänge durch eine
Verzögerung voneinander getrennt sind und alle beide selbsttätig durch das Eingangssignal
nach entsprechender Verzögerung gesteuert werden.
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Alle bisher bekannten Analysatoren benötigen Stromkreise mit Verzögerungsfunktionen
oder Zeitdehnungskreise und weisen daher die Mängel auf, daß die Registriergeschwindigkeit
auf etwa 12000 bis 20000 Vorgänge pro Sekunde begrenzt ist, daß den zu analysierenden
Impulsen eine bestimmte Form gegeben werden muß; die in Fig. 1 dargestellten Beispiele
zeigen nämlich, daß bei gegebenen Verzögerungen d t1, d t2,
d t3, d t4, d t5 das richtige Arbeiten des Analysators nur bei bestimmten
Impulsformen gewährleistet ist, wodurch besondere Stromkreise, die die Formgebung
der Impulse bewirken, erforderlich sind und das Arbeiten des Gerätes verwickelter
und seine Benutzung erschwert wird.
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Ferner ist es sehr schwierig, die Registrierung der der Amplitude
nachgeordneten Impulse durch außerhalb des Analysators selbst auftretende und sogar
vor der Auswahl unabhängige Vorgänge zu steuern.
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Die Erfindung bezweckt in erster Linie, die Steuerung derartiger Geräte
einfacher und anpassungsfähiger und ihre Arbeitsgeschwindigkeit höher als bisher
zu machen. Die Erfindung sieht zu diesem Zweck bei einem Mehrkanal-Impulsamplitudenanalysator
der genannten Art Formgebungsleitungen vor den Kippanordnungen und eine durchlaufende,
zu jeder der Kippanordnungen parallel geschaltete Leitung zur Übertragung von Steuersignalen
vor, durch die nach der Aufnahme eines Impulses zu dem Auftreten der Signale entsprechenden
Zeitpunkten die vom Gerät ausgearbeitete Information ausgelöst wird, indem gleichzeitig
in diesem Zeitpunkt die in ihrem Zustand geänderten Kippanordnungen in ihre anfängliche
Ruhestellung zurückgeführt und mit den von dieser -Zustandsänderung herrührenden
Impulsen zu den gleichen Zeitpunkten über weitere Formgebungsleitungen Antikoinzidenzkreisebeaufschlagtwerden,wobei
alle Kippanordnungen von diesen Zeitpunkten an vorübergehend durch diese Signale
in ihrem Ruhezustand blockierbar sind. Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht
zu einem wesentlichen Teil darin, daß Verzögerungsleitungen vermieden werden, wodurch
nicht nur das System vereinfacht und seine Verwendungsmöglichkeit erhöht, sondern
vor allem seine Arbeitsgeschwindigkeit wesentlich, und zwar etwa auf 130000 Impulse
pro Sekunde, gesteigert wird.
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Das Steuersignal kann von einem Vorgang abhängen, der unabhängig von
der vorgenommenen Wahl sein kann und zeitlich später als der Höchstwert der Amplitude
des analysierten Impulses ist. Auch kann das Signal ein kontinuierlicher Impuls
mit einer Amplitude sein, die ausreicht, alle Kippanordnungen in der Ruhestellung
zu -halten, wobei die Dauer dieses Impulses jeden beliebigen, insbesondere durch
eine Verzögerungsleitung bestimmten -Wert haben kann. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße
Gerät einen Stromkreis mit zwei stabilen Zuständen umfassen, dessen erste Zustandsänderung
ausgelöst wird, sobald die Amplitude des zu analysierenden Impulses einen gewissen
verhältnismäßig kleinen Wert übersteigt; und dessen zweite Zustandsänderung, die
ausgelöst wird, sobald diese Amplitude unter den obigen Wert oder einen diesem benachbarten
Wert fällt, zur Lieferung eines Steuersignals benutzt wird.
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Die Vorteile einer solchen Ausbildung bestehen vor allem darin, daß
die für die Analyse und die Registrierung erforderliche Zeit erheblich verkürzt
wird (sie kann, ohne daß besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, bis auf
3 - 10-7 Sekunden nach dem Scheitel des Impulses verringert werden), daß keine besondere
Form für die zu analysierenden Impulse notwendig ist und somit Formgebungskreise
entfallen können, daß wegen des Steuerkreises der Kippanordnungen mit durchgehender
Verbindung die Registrierung der Impulse von einem beliebigen, außerhalb des Analysators
selbst verlaufenden Vorgang abhängig gemacht werden kann und daß wegen der Trennung
der Stromkreise mit einfachen Funktionen eine beträchtliche Erhöhung der zulässigen
Frequenz der zu analysierenden Vorgänge erzielt wird. Während es bei den gegenwärtig
bekannten Analysatoren nicht möglich ist, ohne große Fehler willkürlich verteilte
Vorgänge zu analysieren, deren Frequenz über 10000 in der Sekunde liegt, sind Versuche
mit 130000 Vorgängen je Sekunde vorgenommen worden, ohne daß die festgestellten,
für die Benutzer annehmbaren Fehler dem Analysator selbst zugeschrieben werden konnten.
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Bei diesen hohen Frequenzen bleibt die äußere Steuerung mit einem
geringsten Aufwand an Apparaturen und ohne Einführung neuer Fehler möglich, was
selbst bei niedrigen Frequenzen mit den bisher benutzten komplizierten Anordnungen
unmöglich ist.
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Der erfindungsgemäße Analysator leistet vor allem in der Kernphysik
große Dienste, insbesondere bei der Untersuchung der Zerfallspektren der radioaktiven
Körper und der Messung der Flugzeit der Teilchen. Er gestattet, bei diesen Messungen
Genauigkeiten, welche bei den bekannten Apparaten nicht möglich sind, zu erhalten
und neue, bisher unmögliche Versuche vorzunehmen.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an
einem Beispiel erläutert, und zwar zeigt Fig. 3 schematisch die verschiedenen Bestandteile
des erfindungsgemäßen Analysators, Fig. 3 a und 3 b die elektronische Schaltung
eines Teiles dieses Gerätes im einzelnen, Fig.4 in Abhängigkeit von der als Abszisse
aufgetragenen Zeit den Verlauf der verschiedenen, während des Arbeitens des in Fig.
3 dargestellten Gerätes eine Rolle spielenden Impulse, Fig. 5 und 6 eine besondere
Ausführungsform des den Gegenstand der Erfindung bildenden Analysators bzw. seine
Arbeitsweise, Fig. 7 schließlich eine interessante Anwendung dieses neuen Gerätes
bei einer in. der Kernphysik benutzten Meßkette.
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In Fig. 3 sind vier aufeinanderfolgende Diskriminatoren 2, 3, 4 und
5 dargestellt, welche einer Anordnung von ia Diskriminatoren angehören und vier
bestimmten zu analysierenden Amplitudenschwellen entsprechen. Man sieht ferner in
Fig.3 die entsprechenden Kippanordnungen 6, 7, 8 und 9 sowie die Antikoinzidenzkreise
10, 11 und 12, von denen jeder zwei benachbarten Kippanordnungen gemeinsam ist und
einem Band des Analysators entspricht. Die Leitung 13 verteilt den zu analysierenden
Impuls 14 auf die Diskriminatoren 2, 3, 4 und 5, und über die alle Kippanordnungen
parallel
beaufschlagende Leitung 15 wird die tatsächliche Überwachung
und Steuerung des Gerätes vorgenommen.
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Fig. 4 zeigt in Abhängigkeit von der als Abszisse aufgetragenen Zeit
den auf die Leitung 13 (Fig. 3) geschickten Impuls 14 und die durch die Diskriminatoren
2, 3, 4 und 5 der Fig. 3 bestimmten Amplitudenschwellen 16, 17, 18 und
19. Da der Höchstwert der Amplitude des zu analysierenden Impulses 14 z.
B. zwischen den Schwellen 18 und 19 liegt, muß er durch den Antikoinzidenzkreis
12 ein Signal an der Abgangsleitung 22 (Fig. 3) erzeugen.
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Die Arbeitsweise des Gerätes ist dann folgende: Sobald der zu analysierende
Impuls 14 die Schwellen 16, 17 und 18 (Fig. 4) erreicht, geben die Diskriminatoren
2, 3 und 4 (Fig. 3) sofort auf die Leitungen 23, 24 und 25 die Impulse 27, 28 und
29 zu den Zeiten t16 bzw. t17 bzw. t18 (Fig. 4). Der Diskriminator 5, dessen Zustand
sich nicht geändert hat, gibt an die Leitung 26 kein Signal ab.
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Die in die Leitungen 23, 24 und 25 (Fig. 3) geschickten rechteckigen
Signale 27, 28 und 29 (Fig. 4) gelangen zu den Formgebungsleitungen 30, 31 und 32
(vorzugsweise Differenzierungsstromkreise), welche zu den Zeiten t16, t17 und t1,
die Einheitssignale 38, 39 und 40 (Fig. 4) in die Leitungen 34, 35 und 36 schicken.
Die Formgebungsleitung 33 wird nicht erreicht, und in die Leitung 37 wird kein Einheitssignal
geschickt.
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Die Einheitssignale 38, 39 und 40 (Fig. 4) beaufschlagen dann die
Kippanordnungen 6, 7 und 8, welche sofort ihren Zustand ändern und die bei 41, 42
und 43 (Fig.4) dargestellten rechteckigen Signale erzeugen. Diese Signale werden
in die Leitungen 49, 50 und 51 (Fig. 3) geschickt und beaufschlagen in an sich bekannter
Weise die Formgebungsleitungen 53, 54 und 55. Auf die Kippanordnung 9 findet offenbar
keine Einwirkung statt. Vor dem Vorhandensein der Einheitsimpulse 38, 39 und 40
befanden sich die Kippanordnungen 6, 7, 8 und 9 in dem gleichen Zustand.
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Diese Kippanordnungen 6, 7, 8 und 9 sind Stromkreise mit zwei stabilen
Zuständen mit zwei Eingängen bekannter Ausbildung. Die Eingänge 44, 45, 46 und 47
der Kippanordnungen 6, 7, 8 und 9 sind mittels der Leitung 15 parallel geschaltet,
welche erfindungsgemäß die Steuerung der Registrierung der Impulse und die Blockierung
des Gerätes ermöglicht.
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Zur Registrierung der Impulse in der weiter unten erläuterten Weise
genügt es, in die Leitung 15 zu einem hinter dem Höchstwert des Impulses liegenden
Zeitpunkt ein kurzes Signal mit einer genügenden Amplitude (welche größer als die
Schwelle der Kippanordnungen ist) zu schicken, um die Kippanordnungen, welche während
der Anstiegszeit des Impulses bis zu seinem Höchstwert ihren Zustand geändert haben,
in die Ruhestellung zurückzuführen. Bei den Kippanordnungen sind zwei Fälle möglich:
Wenn sich eine beliebige Kippanordnung in der Ruhestellung befand, bleibt sie in
dieser.
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Wenn eine beliebige Kippanordnung ihren Zustand geändert hatte, kehrt
sie in die Ruhestellung zurück. Um die Blockierung des Gerätes zu bewirken und eine
Totzeit in dem Arbeiten des Gerätes zu verwirklichen, wird nicht, wie bei der Registrierung,
zu dem Zeitpunkt -v ein kurzes Signal in die Leitung 15 geschickt, sondern während
des Zeitraumes (z, -c') wird erfindungsgemäß das Potential der Leitung 15 auf eine
solche Höhe gebracht, daß der Ruhezustand der Kippanordnungen fixiert wird. Es gibt
dann mehrere Möglichkeiten: Wenn sich eine beliebige Kippanordnung, z. B. die Anordnung
9, vorher in der RuhestelIung befand, wird sie in dieser gehalten, und kein von
einem Diskriminator kommender Einheitsimpuls kann ihre Ruhestellung verändern, solange
die Leitung 15 auf diesem Potentialniveau gehalten wird; Wenn sich eine beliebige
Kippanordnung, z. B. 6, 7 und 8, vorher nicht in der Ruhestellung befand, wird sie
in diese zurückgeführt und in dieser gehalten, solange die Leitung 15 auf diesem
Potentialniveau gehalten wird.
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Bei den oben unter Bezugnahme auf Fig.3 und 4 gemachten Ausführungen
wurde das Potential der Leitung 15 niedriger als dieses Spannungsniveau gehalten
(welches bei diesem Beispiel 15 Volt beträgt), was die Zustandsänderung der Kippanordnungen
6, 7 und 8 zu den Zeiten t16, t1,, und t18 und die Erzeugung der rechteckigen Signale
41, 42 und 43 (Fig. 4) ermöglicht hat.
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Zur Vornahme der wirklichen Messung sowie zur Blockierung des Gerätes
genügt es somit, in die Leitung 15 zu einem hinter dem Höchstwert der Amplitude
des Impulses 14 liegenden Zeitpunkt z ein das Blockierungsniveau der Kippanordnungen
übersteigendes Signal 48 (Fig.4) zu schicken, damit diese sofort in die Ruhestellung
zurückgeführt "verden und in dieser bis zu dem Zeitpunkt z' gehalten werden. Die
Rückkehr der an den Leitungen 49, 50 und 51 vorhandenen Signale 41, 42 und 43 auf
Null bewirkt, daß zu diesem Zeitpunkt z von den Formgebungsleitungen 53, 54 und
55 (Fig. 3) Einheitssignale 61, 62 und 63 (Fig. 4) auf die Leitungen 57, 58 und
59 (Fig. 3) gegeben werden. Die der nicht erreichten Amplitudenschwelle 19 entsprechenden
Leitungen 52 und 60 und die Formgebungsleitung 56 erzeugen kein Signal.
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Die Einheitssignale 61, 62 und 63 beaufschIagen dann ihrerseits die
Antikoinzidenzkreise 10, 11 und 12 bekannter Ausbildung.
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Diejenigen dieser Kreise, welche wie 10 und 11 gleichzeitig zu dem
Zeitpunkt t von zwei Einheitssignalen beaufschlagt werden, welche von den Leitungen
57 und 58 bzw. 58 und 59 kommen, geben kein Ausgangssignal auf die Leitungen 20
und 21. Der Antikoinzidenzkreis 12 dagegen, welcher ein Einheitssignal durch die
Leitung 59 empfängt, aber nichts durch die Leitung 60 erhält, liefert ein Ausgangssignal
an die Leitung 22. Dieses Ausgangssignal erzeugt schließlich die Zählung einer Einheit
in dem durch die Schwellen 18 und 19 bestimmten Band, welche dem Höchstwert der
Amplitude des Impulses 14 (Fig.4) entsprechen.
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Zu dem Zeitpunkt -c befinden sich alle Kippanordnungen in der Ruhestellung
und werden in dieser gehalten, so daß der Wähler blockiert ist, solange das Potential
der Leitung 15 über einem bestimmten Niveau bleibt, welches z. B. bei der in Fig.
3 und 4 dargestellten Ausführungsform 15 Volt beträgt. Diese Zeit der Blockierung
des Analysators kann so bis z verlängert und beliebig eingestellt werden. Sie hängt
nur von der Form des in die Leitung 15 geschickten Signals 48 ab.
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Wenn das Zeitintervall (a, z') nach Null strebt, erfolgt nur die Registrierung
des Impulses ohne Blockierung. In Fig. 3 a ist im einzelnen die elektronische Schaltung
der Kette der einer Amplitudenschwelle entsprechenden Anordnungen dargestellt, welche
den Diskriminator 2, die Differenzierungskreise 30 und 53, die Kippanordnung
6,
den Antikoinzidenzkreis 10 und die Leitungen 13, 15, 20,
23,
34, 44, 49, 57 und 58 umfaßt.
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Zum besseren Verständnis des rechten Teiles der Fig. 3 a muß man die
Fig. 3b betrachten, die ein genaueres Bild des entsprechenden Teiles dieser Schaltung
gibt, und zwar schickt j ede Kippanordnung in zwei verschiedene Leitungen (571 und
572 für die Kippanordnung 6, 581 und 582 für die Kippanordnung 7) ein negatives
Signal bzw. ein positives Signal. Der Antikoinzidenzkreis 10 erhält einerseits
bei 581 das an der Stelle 501 von der Kippanordnung 7 (entsprechend der Stelle 491
der Kippanordnung
6, Fig. 3 a) ausgesandte und über einen
Formgebungskreis 54, geleitete negative Signal und andererseits bei 572 das
bei 49, von der Kippanordnung 6
ausgesandte und über den Formgebungskreis
532 geleitete positive Signal.
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Das geöffnet dargestellte Relais 100 ist in Wirklichkeit im
normalen Betrieb geschlossen, d. h. daß über dieses der von der Kippanordnung 7
stammende Antikoinzidenzimpuls weitergeleitet wird. Der Kondensator 101 und
die Diode 102, die parallel zueinander zwischen dem Relais 100 und
der Pentode des Antikoinzidenzkreises 10
liegen, gestatten eine Verzögerung
des über die Diode 103,
die in Reihe vor dem Relais 100 angeordnet
ist, gelangenden negativen Signals, und zwar eine Verzögerung, die ausreicht, um
das negative Signal, wenn es vorhanden ist, weiterbestehen zu lassen bis zu dem
Augenblick, wo ein positiver Impuls über die Leitung 57, auf das erste Gitter
der Pentode gelangt.
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Man kann noch bemerken, daß die Leitung 104, die unmittelbar
an dem Eingangskondensator 105 angeschlossen ist, zur Einregelung der Schwelle
der Diskriminatoren 2 dient, indem das Gitter der ersten Pentode dieser Diskriminatoren
vorgespannt wird; die Widerstände 106 und die Pfeile 107 entsprechen
Teilen einer Potentiometerkette, auf der die Vorspannungen der verschiedenen Diskriminatoren
abgegriffen werden; das Potentiometer 108, das am Ende der zwischen den beiden
Pentoden des Diskriminators liegenden Leitung angedeutet ist, ein Regelpotentiometer
ist, mit dem die Vorspannung des ersten Gitters der zweiten Pentode einstellbar
ist; sein Gesamtwiderstand ist gering, sein oberer Pfeil 110 liegt an Masse
und sein unterer Pfeil 111
an einer Spannungsquelle von einigen Volt.
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Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Analysators
werden die Rückkehr der Kippanordnungen in die Ruhestellung und die Blockierung
des Gerätes unmittelbar von dem Impuls selbst gesteuert.
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Fig. 5 zeigt das Prinzipschema für diesen Sonderfall, und Fig. 6 zeigt
den zeitlichen Verlauf der Amplitude der verschiedenen Impulse und erläutert den
Vorgang der Steuerung der Kippanordnungen.
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In Fig.5 ist gegenüber dem Gerät nach Fig. 3 eine zusätzliche Stufe
hinzugefügt. Diese Stufe umfaßt einen Diskriminator 64, eine Formgebungsleitung
65, eine Kippanordnung 66 und eine Verzögerungsleitung 67. Der Diskriminator 64
bestimmt eine Amplitudenschwelle 68, welche niedriger als die erste Schwelle
16 des Gerätes (Fig. 6) ist. Wenn der zu analysierende Impuls 14 die Schwelle
68 erreicht, sendet der Diskriminator 64 das Signal 69, welches in dem Augenblick
endet, in welchem der Impuls 14 wieder durch einen in der Nähe der gleichen Schwelle
68 liegenden Wert geht. Die Formgebungsleitung 65 gibt in dem Augenblick einen Einheitsimpuls
70 auf die Leitung 71 (Fig. 5 und 6). Die Kippanordnung 66 wechselt dann ihren Zustand
und gibt das Signal 72 auf die Steuerleitung 15, welche alle Kippanordnungen 6,
7, 8 und 9 in die Ruhestellung zurückführt, was die Registrierung und die Blockierung
des Wählers ermöglicht.
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Nach einer gewissen Zeit ist jedoch der Impuls 70
durch die
Verzögerungsleitung 67 gegangen und führt die Kippanordnung 66 in die Ruhestellung
zurück, und das Signal 72 hört zu dem Zeitpunkt -c' auf. Die Steuerleitung 15 kehrt
zu ihrem ursprünglichen Potential zurück, und das Gerät ist von neuem freigegeben.
Die Blockierungszeit des Wählers (c, -c) ist somit gleich der durch den Stromkreis
67 eingeführten einstellbaren Verzögerung. Die Schwelle 68 kann auf einen
beliebigen Wert festgelegt werden, insbesondere auf einen Wert Null (falls der zu
analysierende Impuls 14 tatsächlich wieder durch Null geht). In diesem letzteren
Fall entspricht die Zeit z' dem Augenblick, in welchem der Impuls 14 wieder
durch diesen Wert Null geht.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 7 sei jetzt ein Beispiel für die Anwendung
des erfindungsgemäßen Amplitudenanalysators in einer Meßkette beschrieben, welche
in der Kernphysik zur Untersuchung der Zerfallspektren radioaktiver Körper verwendet
wird, d. h. zur Aufstellung der Liste und der zeitlichen Ordnung der verschiedenen
Strahlen, welche von einem aktivierten Körper ausgesandt werden, bevor er wieder
in seinen inaktiven Zustand zurückkehrt.
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Für diese Untersuchung ist es zweckmäßig, gewisse wenig häufige Strahlungen
aussortieren zu können, deren Anteil z. B. 1 : 10000 der Gesamtzahl der Strahlungen
beträgt und von denen man nur weiß, daß zwischen ihnen und gewissen anderen bekannten
feststellbaren Strahlungen ein bestimmter Zusammenhang, der Zeit öder der Amplitude
nach, besteht.
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Bei dem Beispiel der Fig.7 sendet eine radioaktive Quelle 73 Strahlen
aus, welche durch zwei Szintillatoren 74 und 75 und zwei Photomultiplikatoren 76
und 77 festgestellt und in Impulse umgewandelt werden, welche anschließend in zwei
Verstärkern 79 und 80 verstärkt und dann zwei erfindungsgemäßen Impulsamplitudenanalysatoren
81 und 82 zugeführt werden, von denen der Analysator 81 ein Band und
der Analysator 82 z. B. zehn Bänder umfaßt und deren Steuerleitungen mit 83 bzw.
84 bezeichnet sind.
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Die Leitungen 83 und 84 spielen bei den zugehörigen Analysatoren 81
bzw. 82 die Rolle, die durch die Leitung 15 bei dem im Zusammenhang mit Fig. 3 und
5 beschriebenen Gerät erfüllt wird, wobei die Leitung 84 dazu als Ausgang für den
Analysator 81 dient (entsprechend den Ausgängen 20 bis 22).
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Die zeitliche Sortierung erfolgt durch den schnell arbeitenden Koinzidenzkreis
78 bekannter Ausbildung (Auflösungszeit größenordnungsmäßig 10-a Sekunden), während
die Sortierung der Amplitude nach durch den Verstärker 80 und den Analysator
81 mit einem einzigen Band erfolgt.
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Diese Meßkette wird zweckmäßig benutzt, um aus einer sehr großen Zahl
von Strahlungen die Statistik der Strahlen eines Typs A aufzustellen, welche wenig
häufig sind, aber notwendigerweise in zeitlicher Beziehung mit einer anderen Strahlung
eines Typs B bekannter Energie stehen.
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Wenn die Quelle 73 zwei beliebige, in bestimmter zeitlicher Beziehung
miteinander stehende Strahlungen aussendet, welche beide von den Szintillatoren
74 und 75 festgestellt werden, erzeugen diese beiden Strahlungen sofort Impulse,
welche an die Analysatoren 81 und 82
angelegt werden, und der schnell
arbeitende Koinzidenzkreis 78 erzeugt einen Impuls in der Leitung 83, wodurch der
Analysator 81 entblockt wird. Dieser Analysator, dessen Schwelle und Energiebandbreite
so eingestellt sind, daß er nur die Impulse des Typs B durchläßt, erzeugt, falls
eine der von der Quelle 73 ausgesandten und von dem Verstärker 80 verstärkten
Strahlungen gerade den Typ B aufweist, an der Leitung 84 einen Impuls, welcher seinerseits
den Analysator 82 entblockt. Dieser Analysator 82, dessen Energieband so gewählt
wurde, daß er die Impulse des Typs A durchläßt, kann so den vorher durch den Verstärker
79 verstärkten Impuls des Typs A frei registrieren und sortieren.
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Gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen multipliziert diese Meßkette
die Registriermöglichkeit der Vorgänge mit einem Faktor von mehr als zwanzig, verringert
die Zeit der Manipulationen in dem gleichen
Verhältnis und gestattet
bisher unmögliche Untersuchungen mit starken Strahlungsquellen.