DE2008336A1

DE2008336A1 - High frequency pulse height detector

Info

Publication number: DE2008336A1
Application number: DE19702008336
Authority: DE
Inventors: Robert J. Beverly Mass. Quagan (V. St.A.)
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1970-02-23
Publication date: 1970-09-03
Also published as: FR2033040A5

Description

Stand der TechnikState of the art

Bisher haben Mikrowellen-Impulshöhen-Detektoren üblicherweise mit einem Abfrageoszillographen gearbeitet, der statistisch Abfragepunkte längs des Impulses abfragt und sie zu einer Wiedergabe mittelt. Bei einer solchen Anordnung geht oft ein einzelner Spitzenimpuls oberhalb des Mittelwertes verloren.To date, microwave pulse height detectors have usually been used worked with an interrogation oscilloscope that statistically interrogates interrogation points along the pulse and turns them into one Playback averages. With such an arrangement, a single peak pulse above the mean value is often lost.

Es besteht deshalb ein Bedarf für einen Impulshöhendetektor, mit dem statistisch auftretende Impulse kurzer Dauer und hohen Energiegehaltes detektiert werden können.There is, therefore, a need for a pulse height detector capable of generating short duration and high random pulses Energy content can be detected.

Summary of the invention

Ψ Durch die Erfindung soll also ein verbesserter Hochfrequenzimpuls-Höhen-Detektor verfügbar gemacht werden. Ψ Thus, the invention is to an improved high-frequency pulse-height detector is made available.

Ein Merkmal der Erfindung ist es, daß ein Binär-Schwellwertdetektor verfügbar gemacht wird, der ein Halbleiterelement aufweist, das bei einem gewissen Schwellwert der Vorspannung des Binärgerätes einen negativen Widerstand zeigen kann, und eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der das Element zum Zustand 0 im Bereich positiven Widerstandes unterhalb des Schwellwertpotentials für den negativen Widerstand vorgespannt wird, um einen Binärdetektor in der Weise zu bilden, daß ein gleichgerichteter Eingangsimpuls, der dem Halbleiterdetektor zugeführt ) wird und die Vorspannung über den Schwellwert anhebt, dafür sorgt, daß der Binärdetektor in den Zustand umschaltet, in dem am Ausgang das Signal 1 steht, um einen Impuls zu detektieren, der eine Energie oberhalb eines gewissen Schwellwertes hat.A feature of the invention is that a binary threshold value detector is made available having a semiconductor element which at a certain threshold value of the bias of the binary device can show a negative resistance, and a device is provided with which the element to the state 0 in the range of positive resistance below the threshold value potential for the negative resistance is biased to to form a binary detector in such a way that a rectified input pulse is fed to the semiconductor detector ) and the bias voltage increases above the threshold value, ensures that the binary detector switches to the state in which signal 1 is at the output in order to detect a pulse which has an energy above a certain threshold value.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird als Halbleiter-Binärelement eine Tunneldiode verwendet, so daß statistisch auftretende Eingangsimpulse extrem kurzer Dauer, beispielsweise von 500 Picosekunden oder weniger, leicht mit hoher Genauigkeit detektiert werden können.According to a further development of the invention, the semiconductor binary element a tunnel diode is used, so that statistically occurring input pulses of extremely short duration, for example of 500 picoseconds or less can be easily detected with high accuracy.

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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird in der Binärstufe ein Kondensator vorgesehen, der auf eine vorgegebene Spannung geladen wird, wenn der Ausgang des Halbleiter-Binärdetektqrs in den Zustand 1 umschaltet, und ein Lastwiderstand, der mit dem Kondensator in Reihe geschaltet ist, mit einer Einrichtung, mit der die im Kondensator gespeicherte ladung durch den.Lastwiderstand geschaltet werden kann, um einen Binärausgang 1 des zusammengesetzten Binärgeräte's zu erhalten.According to another development of the invention is in the Binary stage, a capacitor is provided, which is charged to a predetermined voltage when the output of the semiconductor binary detector switches to state 1, and a load resistor, which is connected in series with the capacitor, with a device with which the charge stored in the capacitor can be switched by the load resistor to a To receive binary output 1 of the assembled binary device.

Gemäß einer" anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Einrichtung zum Rückstellen der Binärstufe einen Transistor auf, der parallel zum Halbleiter-Binärdetektor mit negativem Widerstand geschaltet ist, und eine Einrichtung, mit der der Binärausgang 1 dem Transistor zugeführt wird, um die Vorspannung über dem Binärelement mit negativem Widerstand auf einen Wert unterhalb der Schwellwertspannung für den negativen Widerstand zu pulsen, um die Binärstufe mit negativem Widerstand in den Zustand O rückzustellen.According to another development of the invention, the Device for resetting the binary level on a transistor, which is parallel to the semiconductor binary detector with negative Resistance is connected, and a device with which the Binary output 1 is fed to the transistor to raise the bias voltage across the binary element with negative resistance a value below the threshold voltage for the negative Resistance to pulse to the binary level with negative resistance to reset to the O state.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein Digitalzähler vorgesehen, um die binären Ausgangsimpulse 1 des Impulshöhendetektors zu zählen.According to another development of the invention, there is a digital counter provided to count the binary output pulses 1 of the pulse height detector.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; egfeeigen: .Further features and advantages of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing; egfeeigen:.

Fig. 1 ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild eines Impuls-Höhen-Detektors nach der Erfindung; und1 shows a circuit diagram partially executed as a block diagram a pulse height detector according to the invention; and

Fig. 2 die Abhängigkeit des Stroms von der Spannung zur Veran-Fig. 2 shows the dependence of the current on the voltage for the

sohaulichung der Betriebskennlinie des Binärdetektors • init negativem Widerstand nach der Erfindung.thus calibration of the operating characteristic of the binary detector • with negative resistance according to the invention.

,: .../ 4 009836/1525,: ... / 4 009836/1525

In Fig. 1 ist ein Schaltbild des Impuls-Höhen-Detektors nach der Erfindung dargestellt. Kurz gesagt, der Impuls-Höhen-Detektor 1 weist eine Eingangsschaltung 2 mit Eingangsanschlüssen 3 auf, an die Hochfrequenzimpulse zum Detektieren angelegt werden. Solche Eingangsimpulse können "beispielsweise die Leckspitzen sein, die von einer TR-Röhre (Empfängersperr-Röhre) 4 durchgelassen werden. In der Eingangsschaltung 2 werden die Eingangsimpulse gleichgerichtet und von dort dem Eingang eines binären Schwellwertdetektors 5 zugeführt, der durch den mit der unterbrochenen Linie 5 eingeschlossenen Teil der Schaltung dargestellt ist. Der binäre Schwellwertdetektor liefert einen Binärdatenausgang 1 am Ausgang 6, wenn die Energie des Eingangsimpulses einen gewissen vorgegebenen Schwellwert-Eingangsenergiepegel übersteigt. Der Binärdatenausgang 1 wird einem Digitalzähler 7 zugeführt, in dem die Impulse gezählt und ausgeworfen werden, so daß eine Zählung für eine bestimmte Zählzeitspanne der Anzahl von Eiigangsimpulsen erhalten wird, die den vorgegebenen Schwellwert-Energiepegel übersteigen.In Fig. 1 is a circuit diagram of the pulse height detector according to the invention is shown. In short, the pulse height detector 1 has an input circuit 2 with input connections 3 to which high-frequency pulses are used for detection be created. Such input pulses can be, for example, the leakage peaks that are generated by a TR tube (receiver blocking tube) 4 can be let through. In the input circuit 2, the input pulses are rectified and from there the The input of a binary threshold value detector 5 is fed by the part enclosed by the broken line 5 the circuit is shown. The binary threshold value detector provides a binary data output 1 at output 6 when the Energy of the input pulse exceeds a certain predetermined threshold input energy level. The binary data output 1 is fed to a digital counter 7, in which the pulses are counted and ejected, so that a count for a certain counting period of the number of input pulses is obtained which exceed the predetermined threshold energy level.

Die Eingangsschaltung 2 weist einen Präzisionsdämpfer 8 auf, beispielsweise einen einstellbaren 10 dB-Dämpfer, so daß die Eingangsschaltung extrem hohe Leistungspegel aufnehmen kann, wie sie durch den Wert des Widerstandes festgelegt werden, der durch den Präzisionsdämpfer 8 ausgewählt wird . Der Ausgang des Dämpfungsgliedes 8 wird einem Kristalldiodendetektor 9 zur Gleichrichtung zugeführt. Die gleichgerichteten Ausgangsimpulse des Detektors 9 werden dann über einen Koppelkondensator 11 von beispielsweise 0,01 Mikrofarad, einem Knotenpunkt 12 eines Spannungsteilers zugeführt, der aus einer Reihenschaltung von Widerständen 13, 14, 15 und einem Halbleiterelement 16 besteht, das einen negativen Widerstand bei einem gewissen Schwellwert der Vorspannung über dem Element 16 mit negativem Widerstand zeigen kann. The input circuit 2 has a precision attenuator 8, for example an adjustable 10 dB attenuator, so that the input circuit can absorb extremely high power levels, as determined by the value of the resistance selected by the precision attenuator 8. The output of the attenuator 8 is fed to a crystal diode detector 9 for rectification. The rectified output pulses of the detector 9 are then fed via a coupling capacitor 11 of, for example 0.01 microfarads, a node 12 of a voltage divider, which consists of a series connection of resistors 13, 14, 15 and a semiconductor element 16, which has a negative resistance at a certain The threshold bias voltage across the negative resistance element 16 may show.

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Ein geeignetes Halbleiterelement 16 ist eine Tunneldiode, beispielsweise die Tunneldiode TD-251 der Fa. General Electric. Andere geeignete Halbleiterelemente mit negativem Widerstand sind beispielsweise Lawinendioden und Gunn-Effekt-Dioden. Eine typische Stromspannungskennlinie für ein geeignetes Element 16 mit negativem Widerstand ist in Fig. 2 gezeigt. Solche Elemente sind durch einen gewissen SchwellwertSpannungspunkt V₊₁ gekennzeichnet, oberhalb dessen das Element in einen Bereich negativen Widerstandes eintritt, so daß zwei stabile Betriebsbedingungen erhalten werden, einmal unterhalb des Schwellwertes V, und einmal oberhalb des Sehwellwertes V₊₁, so daß das Element als Binärstufe mit dem Ausgängszustand 0 unterhalb des Schwellwertes der Vorspannung V₊₁ und einem binären Ausgangs-' zustand 1, wenn es in einem stabilen Punkt oberhalb des Spannungsschwellwertes arbeitet. Die Schaltzeiten für das Halbleiter-Binärelement 16 sollen extrem kurz sein und vorzugsweise im Bereich von 500 Picosekunden oder niedriger liegen. Die Tunneldiode TD-251 hat eine Schaltzeit von etwa 500 Picosekunden, A suitable semiconductor element 16 is a tunnel diode, for example the tunnel diode TD-251 from General Electric. Other suitable semiconductor elements with negative resistance are, for example, avalanche diodes and Gunn effect diodes. A typical current-voltage characteristic for a suitable negative resistance element 16 is shown in FIG. Such elements are characterized by a certain threshold voltage point V ₊₁ , above which the element enters a region of negative resistance, so that two stable operating conditions are obtained, one below the threshold value V and one above the visual threshold value V ₊₁ , so that the element as a binary level with the output state 0 below the threshold value of the bias voltage V ₊₁ and a binary output state 1 when it is working in a stable point above the voltage threshold value. The switching times for the semiconductor binary element 16 should be extremely short and should preferably be in the range of 500 picoseconds or less. The tunnel diode TD-251 has a switching time of about 500 picoseconds,

Die Spannung von beispielsweise 6,2 Volt für den Spannungsteiler wird über eine Zener-Diode 17 abgeleitet, beispielsweise eine Diode IN825 der Fa. Motorola, die von einem Nebenschlußkondensator 18 von beispielsweise 0,01 Mikrofarad überbrückt wird und mit einem Spannungsabfallwiderstand 19 in Reihe liegt. Der Widerstand 13 ist ein Potentiometer mit 25 Umdrehungen und einem Widerstand von 1 Kiloohm und die Widerstände 14, 15 und 19 haben beispielsweise Werte von 2,2 Kiloohm, 220 0hm bzw. 1,5 Kiloohm. Das Potentiometer 13 ist so eingestellt, daß im Betriebspunkt A (Fig. 2) entsprechend der Betriebsspannung V₁ der Binärbetriebszustand 0 der Tunneldiode 16 erhalten wird, d.h. gerade unterhalb der Schwellwertspannung V. im Bereich positiven Widerstandes der Tunneldiode 16. V₁ ist typischerweise kleiner als 100 Millivolt und der durch die Diode fließende Strom 16 liegt bei etwa 90 $ des SchwellwertStroms I₊,The voltage of, for example, 6.2 volts for the voltage divider is derived via a Zener diode 17, for example a diode IN825 from Motorola, which is bridged by a shunt capacitor 18 of, for example, 0.01 microfarads and is in series with a voltage drop resistor 19 . The resistor 13 is a potentiometer with 25 revolutions and a resistance of 1 kilohm and the resistors 14, 15 and 19 have values of 2.2 kilohms, 220 ohms and 1.5 kilohms, respectively. The potentiometer 13 is set so that the binary operating state 0 of the tunnel diode 16 is obtained at operating point A (FIG. 2) corresponding to the operating voltage V ₁ , ie just below the threshold voltage V. in the region of positive resistance of the tunnel diode 16. V ₁ is typically smaller than 100 millivolts and the current 16 flowing through the diode is about 90 $ of the threshold value current I ₊ ,

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Die statische Spannung am Knoten 12 in Fig. 1 liegt im Zustand O der Tunneldiode 16 bei etwa 0,41 Volt, und diese Spannung liegt an der Basis eines Transistors 22, "beispielsweise eines NlN-Siliziumtransistors 2N3227, über einen Widerstand 23 von "beispielsweise 1 Kiloohm. Im Zustand O der Diode 16 reicht die statische Spannung "bei 12 nicht aus, die Leitung des Transistors 22 einzuleiten, so daß der Transistor 22 im Zustand AUS ist. Der Ausgang des Transistors 22 liegt am Eingang eines zweiten Transistors 24, "beispielsweise einem NPN-Transistor 2N3227, und zwar über einen Widerstand 25 # Wenn der Transistor im Zustand AUS ist, liefern ein Lastwiderstand 26 und der Basiswiderstand 25 von beispielsweise 3,9 Kiloohm "bzw. 15 Kiloohm ausreichend Basisstrom zum zweiten !Transistor 24, so daß der zweite Transistor 24 im Zustand EIN, d.h. im leitenden Zustand ist.The static voltage at node 12 in FIG. 1 in state O of tunnel diode 16 is approximately 0.41 volts, and this voltage is at the base of a transistor 22, "for example an NIN silicon transistor 2N3227, via a resistor 23 of "for example 1 kiloohm. In state O the diode 16 is sufficient the static voltage "at 12 fails to initiate conduction of transistor 22, so that transistor 22 is in the state Is over. The output of transistor 22 is at the input of a second transistor 24, "for example an NPN transistor 2N3227, namely through a resistor 25 # If the transistor is in the OFF state, provide a load resistor 26 and the base resistor 25 of, for example, 3.9 kilo ohms and 15 kilo ohms, respectively sufficient base current to the second transistor 24 so that the second transistor 24 is in the ON state, i.e. in the conductive state is.

Der Ausgang des zweiten Transistors 24, wie er über seinem Lastwiderstand 27 von beispielsweise 4,7 Kiloohm abgenommen wird, wird der Basis eines Unijunction-Transistors 28 zugeführt. Wenn der zweite Transistor 24 im leitenden Zustand ist, wird kein ausreichender Basisstrom zum Unijunction-Transistor 28 geliefert, um diesen Transistor EIN zu schalten, so daß dieser AUS ist. Der Ausgang des Unijunction-Transistors 28 wird über einem Lastwiderstand 29 von beispielsweise 47 Ohm abgenommen und über einen Basiswiderstand 31 der Basis eines Transistors zugeführt, der so geschaltet ist, daß er die statische Vorspannung am Knoten 12 im Nebenschluß zur Erde ableitet. Wenn der Unijunction-Transistor 28 sich im Zustand AUS befindet, ist der Transistor 32 in den Zustand AUS vorgespannt, so daß das Ruhezustandspotential O am Knoten 12 über dem Widerstand und der Tunneldiode 16 aufrechterhalten wird. Ein Widerstand von beispielsweise 100 0hm liegt zwischen dem Transistor 28 und der Spannungsquelle bei 21. Der Ausgang der Binärschaltung wird über Lastwiderstand 29 abgenommen und bildet einen Binärdatenausgang 0, wenn die Tunneldiode 16 in ihrem Zustand 0 arbeitet, der dem Punkt A der Fig. 2 entspricht.The output of the second transistor 24 as it is above his Load resistance 27 of, for example, 4.7 kiloohms is removed, the base of a unijunction transistor 28 is fed. When the second transistor 24 is in the conductive state, there is insufficient base current to the unijunction transistor 28 to turn ON this transistor so that it is OFF. The output of the unijunction transistor 28 is over a load resistor 29 of 47 ohms, for example, and a base resistor 31 to the base of a transistor which is connected to shunt the static bias voltage at node 12 to earth. if the unijunction transistor 28 is OFF, the transistor 32 is biased OFF so that the Quiescent state potential O at node 12 across resistor and tunnel diode 16 is maintained. A resistance of, for example, 100 ohms is between the transistor 28 and the voltage source at 21. The output of the binary circuit is picked up via load resistor 29 and forms a binary data output 0 when the tunnel diode 16 is operating in its 0 state, which corresponds to point A of FIG.

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Ein Speicherkondensator 34 von beispielsweise 0,01 Mikrofarad liegt über dem Ausgang des Transistors 24, und im Zustand der Binärschaltung 5 beträgt die Spannung über dem Kondensator etwa 0,5 Volt, was nicht ausreicht, die Leitung des TransistorsA storage capacitor 34 of, for example, 0.01 microfarads is across the output of transistor 24, and in state the binary circuit 5 is the voltage across the capacitor about 0.5 volts, which is not enough, the conduction of the transistor

28 einzuleiten.28 to be initiated.

Wenn der gleichgerichtete Eingangsimpuls, wie er über der Tunneldiode 16 erscheint, eine Energie hat, die gleich einem gewissen Schwellwertenergiepegel, oder größer als dieser, ist, der durch das Produkt i χ v_a bestimmt ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, reicht diese Energie aus, um die Tunneldiode 16 vom Zustand 0 in den Ausgangszustand 1 umzuschalten, wie am Punkt B der Kennlinie nach Fig. 2 angedeutet ist. Diese Verschiebung der binären Tunneldiode 16 erfolgt innerhalb von etwa 500 Picosekunden, d.h. das Umschalten vom Betriebspunkt A zum Betriebspunkt B, um einen Binärdatenausgang 1 zu erzeugen, der der Basis des Transistors 22 zugeführt wird, so daß der Transistor 22 vom nichtleitenden Zustand in einen leitenden Zustand umschaltet. Diese Umschaltung in der Leitung des Transistors 22 wird zum Transistor 24 gekoppelt, der vom leitenden Zustand in einen nichtleitenden Zustand umschaltet, wodurch wiederum der Kondensator 34 veranlaßt wird, sich auf die plus 20 Volt aufzuladen, die vom Anschluß 24 abgeleitet werden, und zwar über Widerstand Wenn die Spannung über den Kondensator 34 die Gipfelspannung des Unijunction-Transistors 28 erreicht, schaltet der Unijunction-Transistor 28 EIN"Und der Kondensator 34 wird durch die Emitterbasis des Unijunction-Transistors 28 und den Ausgangswiderstand If the rectified input pulse, as it appears across the tunnel diode 16, has an energy that is equal to or greater than a certain threshold energy level, which is determined by the product i χ v _a , as shown in FIG. 2, is sufficient this energy is used to switch the tunnel diode 16 from state 0 to initial state 1, as indicated at point B of the characteristic curve according to FIG. This shift of the binary tunnel diode 16 takes place within about 500 picoseconds, ie the switchover from operating point A to operating point B in order to generate a binary data output 1 which is fed to the base of transistor 22, so that transistor 22 changes from the non-conductive state to a conductive one Toggles state. This switch in the conduction of transistor 22 is coupled to transistor 24 which switches from conductive to non-conductive, which in turn causes capacitor 34 to charge to the plus 20 volts derived from terminal 24 above Resistance When the voltage across capacitor 34 reaches the peak voltage of unijunction transistor 28, unijunction transistor 28 turns ON "And capacitor 34 is passed through the emitter base of unijunction transistor 28 and the output resistance

29 entladen.29 unloaded.

Die Spannung, die über dem Ausgangswiderstand 29 entwickelt wird, ist ein differenzierter Impuls von etwa 3 Volt Amplitude und 3 Mikrosekunden Dauer. Dieser Impuls wird dem Ausgangsanschluß 6 zugeführt, um den Binärdatenausgang 1 der Binärschaltung 5 zu bilden. Diese Ausgangsspannung wird auch an dieThe voltage that develops across the output resistor 29 is a differentiated pulse about 3 volts in amplitude and 3 microseconds in duration. This pulse is fed to the output terminal 6 to the binary data output 1 of the binary circuit 5 to form. This output voltage is also sent to the

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Basis des Rückstelltransistors 32 rückgekoppelt, so daß der Rückstelltransistor 32 in den leitenden Zustand umschaltet und die Vorspannung, die über der Tunneldiode 16 steht, in das Potential V₁ des Zustandes O fällt, wie am Punkt A in Fig. angedeutet. Die Binärschaltung wird damit in den Zustand O zurückgestellt, so daß ein folgender Impuls detektiert werden kann, der eine Energie oberhalb des vorgegebenen Schwellwertenergiepegels aufweist.Base of the reset transistor 32 fed back, so that the reset transistor 32 switches to the conductive state and the bias voltage, which is across the tunnel diode 16, _{falls into the potential V 1 of} the state O, as indicated at point A in FIG. The binary circuit is thus reset to the state O, so that a subsequent pulse can be detected which has an energy above the predetermined threshold energy level.

Wenn die Betriebsweise der Schaltung zusammengefaßt werden soll, so erscheint ein Impuls am Eingang 3, der ausreichend Leistung und Energie hat, um die Tunneldiode 16 vom Binärausgang O fc auf 1 zu triggern. Der Transistor 22 wird EIN geschaltet, der Transistor 24 AUS geschaltet, der Speicherkondensator 34 lädt sich auf, um den Schwellwert des Unijunction-Transistors zu triggern, der EIN schaltet und einen Impuls von etwa 3 Volt Amplitude und 3 MikroSekunden Dauer zündet und dem Ausgang 6 zuleitet, so daß ein Binärdatenausgang 1 gebildet wird; dieser Impuls wird auch an den Rückstelltransistor 32 gekoppelt, um die Binärstufe in den Zustand O zur Erwartung eines weiteren Eingangsimpulses zurückzustellen.If the mode of operation of the circuit is to be summarized, a pulse appears at input 3, which has sufficient power and has energy to trigger the tunnel diode 16 from the binary output O fc to 1. The transistor 22 is turned ON, the transistor 24 is switched OFF, the storage capacitor 34 charges to the threshold value of the unijunction transistor to trigger, which turns ON and ignites a pulse of about 3 volts amplitude and 3 microseconds duration and the output 6 so that a binary data output 1 is formed; this pulse is also coupled to reset transistor 32 to to reset the binary level to state O in anticipation of a further input pulse.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel des Impuls-Höhen-Detektors 1 nach der Erfindung mit den oben angegebenen Werten der verschiedenen Komponenten kann der Detektor 1 auf Eingangs-P impulse von etwa 500 Picosekunden Dauer reagieren. Die Spitzenleistung, die für die Feststellung eines Impulses benötigt wird, beträgt etwa 0,2 Milliwatt und kann elektrisch über einen Bereich von etwa 10 dB mit dem Präzisionsdämpfungsglied 8 einjustiert werden. Der Detektor kann bei irgendeiner Frequenz innerhalb des Betriebsbereichs des Kristalldetektors 9 betrieben werden und arbeitet typischerweise bei Impulswiederholraten bis zu 15 kHz. Die Triggerempfindlichkeit kann auf + 0,1 dB genauIn a typical embodiment of the pulse height detector 1 according to the invention with the values given above for the various components, the detector 1 can be set to input P pulses of around 500 picoseconds in duration respond. The peak power required to detect a pulse is approximately 0.2 milliwatts and can be adjusted electrically over a range of approximately 10 dB with the precision attenuator 8 will. The detector can be operated at any frequency within the operating range of the crystal detector 9 and typically operates at pulse repetition rates up to 15 kHz. The trigger sensitivity can be accurate to + 0.1 dB

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kalibriert werden. Die Genauigkeit des impuls-Höhen-Detektors, ■je nach, dem Dämpfungsglied 8, ist besser als 1 $>. be calibrated. The accuracy of the pulse height detector, ■ depending on the attenuator 8, is better than 1 $>.

Der Impuls-Höhen-Detektor 1 braucht nicht darauf begrenzt zu sein, Leckimpulse von TR-Röhren zu detektieren, sondern kann ganz allgemein zum Detektieren von vorübergehenden Erscheinungen verwendet werden. Impulse von weniger als 100 Picosekunden können detektiert werden, wenn eine Tunneldiode 16 gewählt wird, die einen hohen Schwellwertstrom I, und eine relativ , niedrige Talpunktanschlußkapazität aufweist, die bei der Tunneldiode TD-251 etwa 2 Picofarad beträgt. Die Zeit, die die Tunneldiode benötigt, um vom Punkt-V. zum Punkt B umzuschalten, wird durch dieMhexungsgleichungThe pulse height detector 1 need not be limited to detecting leak pulses from TR tubes, but can be used in general for detecting transient phenomena. Pulses of less than 100 picoseconds can be detected when a tunnel diode 16 is selected, which has a high threshold current I, and a relatively low Talpunktanschlußkapazität, the TD-251 is about 2 pF at the tunnel diode. The time it takes for the tunnel diode to get from point-V. Switching to point B is made by the hex equation

beschrieben, wobei C die Talpunktanschlußkapazitat ist und Vp die Spannung, die dem Betriebspunkt B in Fig. 2 entspricht.where C is the valley point connection capacitance and Vp the voltage which corresponds to the operating point B in FIG.

Die Binärschaltung 5 ist so beschrieben worden, daß der Binärdatenausgang 1 den Empfang eines Impulses anzeigt, der höher als der Schwellwertenergiepegel liegt. In diesem Zusammenhang ist der Binärdatenausgang 1 ein willkürlicher Bezugspunkt, der einen von zwei möglichen Binärausgangszuständen anzeigt, der andere Zustand wird als Ausgangszustand 0 bezeichnet. Der Binärdatenausgang 1 kann O Volt, eine negative Spannung oder eine positive Spannung sein.The binary circuit 5 has been described so that the binary data output 1 indicates the reception of an impulse which is higher than the threshold energy level. In this context binary data output 1 is an arbitrary reference point that indicates one of two possible binary output states, the other state is referred to as the initial state 0. The binary data output 1 can be 0 volts, a negative voltage or a positive voltage.

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Claims

- ίο -

Patent claims

lly high-frequency pulse height detector, with an input to which a pulse of high-frequency energy is fed, which is to be detected when its energy level exceeds a predetermined value, characterized in that a rectifier is provided to rectify the high-frequency pulse, a binary detector with a certain threshold value detector energy level that switch its output state from binary data value 0 to binary data value 1

ψ, if the input of the binary stage exceeds the predetermined Schwellwertenergiepegel, a device with which the rectified pulse is supplied to the input of the binary stage to derive a Binärdatenausgang 1 from the output of the binary stage when the power of the rectified pulse the predetermined Schwellwertenergiedetektorpegel the binary stage exceeds, a device which responds to the binary data output 1 to reset the binary stage in the binary data state 0, so that a subsequent high frequency pulse can be detected that the binary stage has a semiconductor element which has a negative resistance at a certain threshold value of the bias applied to the element shows, and a device is provided with which the element is biased into the binary data output state 0, below the threshold voltage for the negative resistance, so that high-frequency pulses of extremely short duration can be detected,

2. Detector according to claim 1, characterized in that the Semiconductor element is a tunnel diode.

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3. Detector according to claim 2, characterized in that a capacitor is interconnected with the tunnel diode, a device is provided with which the capacitor is charged to a predetermined voltage when the output of the binary tunnel diode switches to binary data output 1, a load resistor is connected to the capacitor and a switching device is provided, with which the charge stored in the capacitor passes through the Load resistor is discharged to provide a binary data output pulse 1 JSU when the voltage across the capacitor exceeds a predetermined threshold voltage.

4. Detector according to claim 3, characterized in that the Switching device consists of a unijunction transistor.

5. Detector according to claim 3 or 4, characterized in that the resetting device comprises a transistor which is connected in parallel with the tunnel diode, and a device is provided with which the binary output pulse, which arises across the load resistor, this transistor is fed to the bias voltage across the tunnel diode to a value below the threshold voltage for the negative Resistance of the tunnel diode is pulsed to reset the tunnel diode in the binary data state O.

6. Detector according to claim 3, 4 or 5, characterized in that a digital counter is provided with which the binary data output pulses 1 are counted, which are formed across the load resistance.

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