Pierwszenstwo: Opublikowano: 3.YI.1967 (P 120 905) 30.XII.1969 58789 KI. 21 e, 19/04 MKP G 01 r Civ'^/W/ hlsilil IzeCTTPM'1*! ll Twórca wynalazku: mgr Jacek Bialkowski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Jednokanalowy analizator amplitudy z kompensacja termiczna, zwlaszcza dla potrzeb fizyki doswiadczalnej Przedmiotem zgloszenia jest jednokanalowy analizator amplitudy z kompensacja termiczna, zwlaszcza dla potrzeb fizyki doswiadczalnej. Jed¬ nokanalowy analizator amplitudy sluzy glównie do zdejmowania widma amplitudowego impulsów na¬ pieciowych wytworzonych przez detektory pro¬ mieniowania na przyklad licznik scyntylacyjny, proporcjonalny, wzglednie komore jonizacyjna.Zastosowanie w fizyce doswiadczalnej detektorów pólprzewodnikowych o wysokiej energetycznej zdol¬ nosci rozdzielczej zwiekszylo wymagania na sta¬ bilnosc termiczna jednokanalowych analizatorów amplitudy zwlaszcza w zakresie wspólpracy z ana¬ lizatorami wielokanalowymi, na przyklad w przy¬ padku ilosci kanalów 1024 szerokosc kanalu wielo¬ kanalowego analizatora amplitudy wynosi okolo 10 miliwfcttów, co wymaga uzycia jednokanalowych analizatorów amplitudy o stabilnosci ponizej sze¬ rokosci kanalu analizatora wielokanalowego to zna¬ czy lepszej niz" 1 mV/°C.Dotychczas analizatory jednokanalowe nie po¬ siadaly wymaganej stabilnosci termicznej przy jednoczesnej duzej wrazliwosci urzadzenia na przebiegi szumowe. Typowe rozwiazania jednoka¬ nalowych analizatorów opieraly sie na zastoso¬ waniu dyskryminatorów dolnego i górnego progu oraz kanalu czasowego. Dyskryminatory te stero¬ waly uklady spustowe, natomiast kanal czasowy o duzej czulosci wytwarzal dodatkowy impuls o stalym opóznieniu w stosunku do poczatku impulsu wejsciowego. Impulsy kanalu czasowego i kanalu dolnej dyskryminacji byly podawane poprzez uklady monostabilnych multiwibratorów ustalajacych dlugosc impulsów na uklad koincy¬ dencji, którego wyjscie bylo blokowane przez impuls z dyskryminatora górnego progu, dajac przywiazanie impulsu wyjsciawego z analizatora do poczatku impulsu wejsciowego. Dla zapewnienia po¬ prawnej pracy urzadzenia impulsy z multiwibra¬ torów byly formowane na czas trwania dluzszy od maksymalnego czasu narastania impulsów wejsciowych, co powodowalo duzy wlasny czas martwy urzadzenia.Celem wynalazku jest skonstruowanie skompen¬ sowanego termicznie jednokanalowego analizatora amplitudy na zasadzie przywiazania czasowego impulsu wyjsciowego do ujemnej rózniczki dodat¬ niego impulsu wejsciowego przewyzszajacego dolny poziom dyskryminacji oraz wyeliminowanie ka¬ nalu czasowego.Cel ten zostal osiagniety przez polaczenie wyjscia dyskryminatora dolnego progu, skompensowanego termicznie z ukladem rózniczkujacym oraz pola¬ czenie tego wyjscia poprzez dyskryminator górne- 25 go progu, równiez skompensowany termicznie z drugim 'ukladem rózniczkujacymi. Wyjiscia dów rózniczkujacych zostaly polaczone przez wzmacniacze i uklady formujace ze skompenso¬ wanymi termicznie ukladami spustowymi mili- so woltowymi, przy czym wyjscie ukladu spustowego 10 15 20 5878958789 3 kanalu górnej dyskryminacji zostalo polaczone bezposrednio z ukladem antykoincydencji, a wyjscie ukladu spustowego kanalu dolnej dyskry¬ minacji zostalo polaczone z ukladem antykoincy- dencji poprzez uklad opózniajacy. 5 Ten rodzaj rozwiazania daje nastepujace ko¬ rzysci techniczne. Przywiazanie czasowe impulsu wyjsciowego do wierzcholka impulsu wejsciowego przewyzszajace dolny poziom dyskryminacji, eli¬ minuje zliczanie impulsów o amplitudzie ponizej 10 dolnego progu dyskryminacji oraz zapobiega wy¬ zwalaniu jednokanalowego analizatora impulsami szumowymi. Ponadto takie rozwiazanie skraca czas martwy urzadzenia do wartosci rzedu jednej mikrosekundy poprzez formowanie dla ukladu 15 antykoincydencji waskich impulsów o czasie trwa¬ nia zawartym w szerokim zakresie czasów na¬ rastania i opadania impulsów wejsciowych, a po¬ przez kompensacje termiczna dyskryminatorów dolnego i górnego progu oraz ukladów spustowych, 20 pozwala na uzyskanie stabilnosci termicznej rzedu 1 mV/°C, co umozliwia wspólprace jednokanalo¬ wego analizatora amplitudy z analizatorem wielo¬ kanalowym o wysokiej liczbie kanalów.Jednokanalowy analizator amplitudy wedlug 25 wynalazku zostal przedstawiony w przykladzie wy¬ konania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urzadzenia, fig. 2 schemat ideowy skompensowanego termicznie dyskryminatora dol¬ nego i górnego progu, fig. 3 schemat ideowy skom- 30 pensowanego termicznie miliwoltowego ukladu spu¬ stowego.Dodatnie impulsy wejsciowe sa podawane na dwa szeregowo polaczone dyskryminatory 1, 2 dolnego i górnego progu majace wlasna kompen- 35 sacje termiczna. Impulsy przewyzszajace poziom dolnej i górnej dyskryminacji sa rózniczkowane w dwóch ukladach rózniczkujacych 3 i 4, a nastepnie po wzmocnieniu we wzmacniaczach 5 i 6 sa formo¬ wane, w ukladach formujacych 7 i 8, co powoduje 40 wyeliminowanie efektów wielokrotnego wyzwala¬ nia ukladów spustowych 9, 10 i zmniejszenie za¬ leznosci ich czulosci od ksztaltu impulsów wejscio¬ wych. Impulsy otrzymane z ukladów spustowych 9, 10 sa podawane na uklad antykoincydencji 12 45 zakonczony ukladem formowania 13 impulsów wyjsciowych, przy czym impulsy ukladu spusto¬ wego 10, 9 kanalu dolnej dyskryminacji sa podawa¬ ne bezposrednio na uklad antykoincydencji 12, a impulsy ukladu spustowego 9, 10 kanalu górnej 5"0 dyskryminacji sa podawane przez uklad opóznia¬ jacy 11, który wyklucza mozliwosc pózniejszego przyjscia impulsu z kanalu górnej dyskryminacji w stosunku do impulsu kanalu dolnej dyskrymi¬ nacji. 55 W stopniu dyskryminatora dolnego 1 i dyskry¬ minatora górnego 2 progu napiecie dyskryminu¬ jace jest podawane na diode dyskryminujaca 15 poprzez wtórnik emiterowy na tranzystorze 14, którego emiter jest polaczony z anoda diody 15 6n i poprzez kompensacyjny dwójnik równolegly, który to dwójnik stanowia, opornik 18 i dwie diody 16, 17 zalaczone przepustawo. Kompensacja termiczna dyskryminatora polega na skompenso- 65 waniu przez diody 16, 17 przesuniecia charakte¬ rystyk pradowo-napieciowych tranzystora 14i tiitf- dy dyskryminujacej 15 oraz na zmniejszeniu wplywu wzrostu pradu wstecznego diody 15 przez zasilanie jej z wtórnika emiterowego na tranzy¬ storze 14 jako elementu o malej opornosci wyjsciowtej.W miliwoltowych ukladach spustowych 9, 10, tranzystory 20 i 22 pracuja w rezimie przewodze¬ nia, a zalaczona miedzy ich kolektory dioda 21 ustalajaca próg zadzialania ukladu spustowego jest spolaryzowana na granicy przewodzenia. Po¬ tencjometrem 23 zalaczonym na baze tranzystora 22 jest regulowany prad plynacy przez diode.Kompensacja termiczna ukladu spustowego polega na zastosowaniu symetrycznego ukladu jedno¬ czesnie przewodzacych tranzystorów 20 i 22. Bazy tych tranzystorów sa zalaczone na dwie opornosci 24 i 25, przy czym baza tranzystora 20 jest zala¬ czona poprzez opornik 24 na diode Zenera 19 o wspólczynniku termicznym bliskim zera. Urza¬ dzenie bedace przedmiotem zgloszenia odznacza sie, wysoka stabilnoscia termiczna rzedu 1 mV/°C dla dolnego i górnego progu oraz malym czasem martwym ponizej 1 usek. PL