JPH04284716A - パルス幅調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙線計測システム等
において多数のコンパレータから任意のタイミングで出
力されるパルス信号のパルス幅を任意の幅に設定するの
に用いられるパルス幅調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】宇宙からの高エネルギーγ線を検出して
天体を観測する宇宙線計測システムが考えられている。 この計測システテムは、γ線が大気中でカスケードシャ
ワーを起こす際に発生するチェレンコフ光を望遠鏡によ
り結像し、多数の光電子増倍管を用いて電気信号に変換
し、この電気信号を増幅した後デジタル変換し、データ
収集処理を行うものである。

【０００３】この処理の中で、多数の光電子増倍管に対
応する各チャネル毎に、光電子増倍管から出力される電
気信号とスレッシュホールドレベルとを比較してより信
頼性の高い検出信号（パルス信号）を各々出力するコン
パレータ回路部がある。各チャネルのコンパレータ回路
部からは、異なるγ線を検出した場合はもとより同一の
γ線を検出した場合でも、光電子増倍管の位置関係に応
じて、異なるタイミングでパルス信号が出力される。そ
して、多数のコンパレータ回路部から出力されたパルス
信号の電流和が測定され、それが一定レベルを超えた時
に有効なイベントであると判断してデータ変換を行うた
めのトリガー信号が発生される。

【０００４】ところで、従来は多数のコンパレータ回路
部の出力パルスのパルルス幅を設定するために、コンパ
レータ回路部を図４に示すように構成し、コンパレータ
１の出力信号をマルチバイブレータ２に入力し、このマ
ルチバイブレータ２に設けられたコンデンサ３および抵
抗４によって設定されたマルチバイブレータ２のパルス
幅でコンパレータ１にリセットをかけて、コンパレータ
１のパルス幅を設定していた。

【０００５】マルチバイブレータ２の抵抗４を可変抵抗
にすることにより、コンパレータ１のパルス幅を可変に
することができる。また、このようなマルチバイブレー
タ２を使用した場合の最小パルス幅は、例えばＨＣ１２
３を用いた場合には約１３０ｎｓ、ＬＳ１２３を用いて
も７０ｎｓ程度である。

【０００６】一方、コンパレータ１の出力パルスをさら
に小さいパルス幅に設定するために、コンパレータ回路
部を図５に示すように構成していた。これは、コンパレ
ータ１からの出力信号を２つに分け、一方をインバータ
５に入力して反転させ、抵抗６およびコンデンサ７によ
って遅延させたのた後、その遅延信号をＡＮＤ回路８に
入力し、他方を直接ＡＮＤ回路８に入力して両者の論理
積をとるものである。図６に示すように、ＡＮＤ回路８
では、コンパレータ１の出力パルスの立上がりで論理積
条件が成立し、抵抗６およびコンデンサ７で決まる時定
数に応じて遅延した遅延信号が立ち下がることにり論理
積条件が不成立となり、その結果、マルチバイブレータ
２による場合よりもパルス幅を小さく設定できるものと
なる。このコンパレータ回路部でも、抵抗６を可変抵抗
とすることで抵抗値を変化させて出力パルス幅を変化さ
せることができる。

【０００７】ところで、光電子増倍管からの検出信号が
連続して入力される場合、コンパレータ１の出力パルス
のパルス幅はデッドタイムとなるので、パルス信号が出
力されている期間に、有効な検出信号が入力されても検
出されない。

【０００８】そのため、デッドタイムをできる限り抑え
、十分な測定精度を得るためには、コンパレータの出力
パルスのパルス幅を数ｎｓ程度に設定する必要があるが
、上述した図５に示す回路構成では、抵抗６およびコン
デンサ７によって決まる時定数によってパルス幅の短縮
化が制限されるため、そのオーダーまでは実現できなか
った。

【０００９】また、各々のコンパレータ１から異なるタ
イミングで出力されるパルス信号を加算してトリガー信
号を発生させているが、各々のコンパレータ１から出力
されるパルス信号のパルス幅にばらつきがあると、トリ
ガー信号が発生するタイミングがずれて有効なイベント
をデータ収集できなくなるので、各パルス信号のパルス
幅は一定のパルス幅に設定する必要がある。多数のコン
パレータ１のパルス幅を同一パルス幅とするためには、
各々の可変抵抗を調整していかなければならず、多大の
労力と時間が必要であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来はコンパ
レータから出力するパルス信号のパルス幅を数ｎｓ程度
に設定するのが難しく有効な検出信号を検出できない可
能性があり、さらに多数のコンパレータのパルス幅を調
整するのに多大の労力と時間を要していた。

【００１１】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、コンパレータから出力するパルス信号のパル
ス幅を数ｎｓ程度に設定でき、しかも多数のコンパレー
タのパルス幅を極めて容易に設定できて作業性の大幅な
向上を図り得るパルス幅設定装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、入力する検出信号が基準値を超えたとき出
力レベルが異なるレベルに移行しリセット信号によって
元のレベルに戻る複数の信号検出回路に対して、前記リ
セット信号を与えるタイミングをそれぞれ調整して前記
各信号検出回路から出力されるパルス信号のそれぞれの
パルス幅を同一パルス幅に設定するパルス幅調整装置に
おいて、前記各信号検出回路の出力端子にそれぞれ接続
され、それぞれ対応する信号検出回路からのパルス信号
をクロック信号として取込むと共に、非反転出力を対応
する信号検出回路へ前記リセット信号として出力する複
数のフリップフロップ回路と、前記各フリップフロップ
回路毎に設けられ、各々対応する前記フリップフロップ
回路の反転出力を遅延する複数の遅延回路と、前記各遅
延回路毎に設けられ、各々対応する遅延回路の遅延出力
と設定されているディスクリレベルとを比較して対応す
るフリップフロップ回路をリセットする複数の比較回路
と、前記各比較回路のディスクリレベルを外部より設定
する設定手段とを具備してなるものとした。

【００１３】

【作用】本発明によれば、信号検出回路から出力される
パルス信号はフリップフロップ回路にクロック信号とし
て与えられ、これによりフリップフロップ回路の反転出
力が遅延回路に出力される。この遅延回路の遅延出力と
ディスクリレベルとが比較回路で比較されてフリップフ
ロップ回路がリセットされ、非反転出力から信号検出回
路にリセット信号が出力される。信号検出回路のパルス
信号のパルス幅は、フリップフロップ回路にクロック信
号が入ってからフリップフロップ回路がリセットされる
までの時間となる。これは、遅延回路の時定数による制
限を受けないので、比較回路のディスクリレベルを調整
することにより、任意の値に設定することができる。ま
た、各信号検出信号のパルス信号のパルス幅は各々の比
較回路のディスクリレベルを調整すれば良く、これは外
部から設定手段によって設定することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を宇宙線計測装置に適用した実
施例について説明する。図１に本実施例の構成を示す。

【００１５】この装置は、宇宙からの高エネルギーγ線
によって発生するチェレンコフ光を検出する多数の光電
子増倍管からの検出信号が各々対応する各信号検出回路
１の一方の入力端子に入力され、各信号検出回路１の他
方の入力端子にスレッシュホールドレベルが設定されて
いる。

【００１６】各信号検出回路１の出力端子は、フリップ
フロップ回路１１のクロック端子に接続されている。こ
のフリップフロップ回路１１の入力端子Ｄには例えば５
Ｖの一定電圧が印加されていて、この印加電圧を出力す
る非反転出力端子は信号検出回路１のリセット端子に接
続され、さらに反転出力端子は所定の時定数に設定され
た遅延回路１２に接続されている。この遅延回路１２か
ら出力される遅延信号は差動ラインレシーバ１３の一方
の入力端子に与えられる。各差動ラインレシーバ１３の
他方の入力端子には、上位モジュールによって制御され
るＤ／Ａ変換器１４から所定のディスクリレベルが設定
される。この差動ラインレシーバ１３は両入力端子の電
位を比較してフリップフロップ回路１１にリセット信号
を出力するものである。

【００１７】このようなパルス幅設定回路によってパル
ス幅が設定された各信号検出回路１の出力パルスはデー
タ変換部１５にそれぞれ入力され、そこで各パルス信号
の電流和からトリガー信号を発生し、データの取り込み
を行う。以上のように構成された本実施例の動作につい
て図２を参照して説明する。

【００１８】各信号検出回路１は、対応する光電子増倍
管から検出信号が入力し、各々設定されているスレッシ
ュホールドレベルを超えると出力レベルを立ち上げる。 これによって、フリップフロップ回路１１にクロック信
号が入力し、非反転出力が同時に立ち上げられ、反転出
力が立ち下げられる。非反転出力は遅延回路１２に入力
し、図２（ｄ）に示すように遅延回路１２の時定数だけ
遅延した遅延信号が出力される。差動ラインレシーバ１
３では、遅延信号が予め設定されているディスクリレベ
ルを下回ったとき出力レベルを立ち上げてフリップフロ
ップ回路１１にリセットをかける。このリセットによっ
て、フリップフロップ回路１１の非反転出力は立ち下げ
られて信号検出回路１がリセットされる。

【００１９】差動ラインレシーバ１３に設定されるディ
スクリレベルは、上位モジュールからＤ／Ａ変換器１４
を制御してＤ／Ａ変換器１４の出力電圧を変化させるこ
とにより自動的に設定される。このディスクリレベルを
変化させることは、信号検出回路１の出力パルスのパル
ス幅を変化させることとなり、各チャネルから異なるタ
イミングでパルス信号が出力されても、全てのチャネル
の信号検出回路１のパルス幅を同一パルス幅に設定でき
ると共に、各々のパルス信号を数ｎｓ程度のパルス幅に
設定することができる。

【００２０】このように本実施例によれば、信号検出回
路１の出力をフリップフロップ回路１１のクロック端子
に入力し、このフリップフロップ回路１１の非反転出力
を信号検出回路１のリセット信号として出力すると共に
、反転出力の遅延信号とディスクリレベルとを比較して
フリップフロップ回路１１にリセットをかけるようにし
たので、遅延信号のレベルと任意に設定可能なディスク
リレベルとの大小関係のみでパルス幅を設定でき、信号
検出回路１から出力されるパルス信号を数ｎｓ程度のパ
ルス幅に設定することができる。よって、宇宙線計測に
おけるデッドタイムを大幅に短縮させることができ、測
定精度の向上を図ることができる。

【００２１】また、差動ラインレシーバ１３の一方の入
力端子に印加する電圧レベルを変化させることによりパ
ルス幅を変化させることができるので、上位モジュール
により制御されるＤ／Ａ変換器１４からディスクリレベ
ルを変化させることができ、多数の信号検出回路１から
出力されるパルス信号を、極めて簡単な構成でかつ自動
で同一パルス幅に設定することができ、労力の軽減およ
び調整時間の大幅に短縮を図ることができる。

【００２２】なお、上記実施例では上位モジュールから
Ｄ／Ａ変換器１４を介して差動ラインレシーバ１３に設
定するディスクリレベルを変化させているが、図３に示
すように、可変抵抗器１６によりマニュアルで調節する
ように構成しても、上記実施例と同様の作用効果を奏す
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、コ
ンパレータから出力するパルス信号のパルス幅を数ｎｓ
程度に設定でき、しかも多数のコンパレータのパルス幅
を極めて容易に設定できて作業性の大幅な向上を図り得
るパルス幅設定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る宇宙線計測装置の構成
図。

【図２】同一実施例の動作説明図。

【図３】同一実施例の変形例の構成図。

【図４】マルチバイブレータを用いた従来のパルス幅設
定装置の構成図。

【図５】パルス幅の短縮化を図った従来のパルス幅設定
装置の構成図。

【図６】図５に示す装置の動作説明図。

【符号の説明】

１…信号検出回路、１１…フリップフロップ回路、１２
…遅延回路、１３…差動ラインレシーバ、１４…Ｄ／Ａ
変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力する検出信号が基準値を超えたとき出
   力レベルが異なるレベルに移行しリセット信号によって
   元のレベルに戻る複数の信号検出回路に対して、前記リ
   セット信号を与えるタイミングをそれぞれ調整して前記
   各信号検出回路から出力されるパルス信号のそれぞれの
   パルス幅を同一パルス幅に設定するパルス幅調整装置に
   おいて、前記各信号検出回路の出力端子にそれぞれ接続
   され、それぞれ対応する信号検出回路からのパルス信号
   をクロック信号として取込むと共に、非反転出力を対応
   する信号検出回路へ前記リセット信号として出力する複
   数のフリップフロップ回路と、前記各フリップフロップ
   回路毎に設けられ、各々対応する前記フリップフロップ
   回路の反転出力を遅延する複数の遅延回路と、前記各遅
   延回路毎に設けられ、各々対応する遅延回路の遅延出力
   と設定されているディスクリレベルとを比較して対応す
   るフリップフロップ回路をリセットする複数の比較回路
   と、前記各比較回路のディスクリレベルを外部より設定
   する設定手段と、を具備した事を特徴とするパルス幅調
   整装置。