SU1181426A1 - Устройство дл обработки данных при регистрации множественности зар женных частиц - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРИ РЕГИСТРАЦИИ МНОЖЕСТВЕННОСТИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее формирователи пр моугольных импульсов, входы которых  вл ютс  информационными входами устройства, пр мой выход каждого формировател  пр моугольньпс импульсов соединен с первым входом соответствующего элемента И, второй вход первого элемента И соединен с входом логической единицы устройства , второй вход каждого элемента И, начина  с второго, соединеч с инверсным выходом предыдущего формировател  пр моугольных импульсов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  регистрации частиц в спектрометрах-калориметрах с, неограниченным количеством каналов регистрации, в него введены вычислительный блок, узел контрол  четности и шифра10р,.ы которого и входы узла контрол  четности соединены соответственно с выходами элементов И, выходы шифраторов соединены соответственно с информационными входами вычислительного блока, выходы которого  вл ютс  выходами устройства, а вход контрольного сигнала подключен к вы- , ходу узла контрол  четности, причем вычислительный блок содержит сумматор , дешифратор, элементы И,. ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с входом контрольного сигнала блока, входы сумматора  вл ютс  информационными входами блока, выходы сумматора соединены соответственно с входами дешифратора, первый выход которого соединен с первьм выходом блока и с первым входом первого .элемента ИЛИ,- второй выход дешифратора подключен к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, сл третий выход дешифратора соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и с первым входом первого элемента И, четвертый выход дешифратора подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ и к первому входу второго элемента И, п тый выход дешифратора соединен с четвертым вхо00 дом третьего элемента ИЛИ, выход торого подключен к первому входу третьего элемента И, выход второго ISD элемента ИЛИ соединен с первым вхоО ) дом четвертого элемента И, вторые входы первого и четвертого элемен- та И соединены с выходом элемента НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с входом контрольного сигнала блока, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом четвертого элемента ИШ1 и с вторым выходом блока, выход третьего элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, с вторым вхо-

Description

дом четьертого элемента И и с тре- и второго элементов И  вл ютс  соот тьим выходом блока, выходы первого ветственно четвертым, п тым, шестым и четвертого элементов ИЛИ, первого и седьмым выходами блока.

1181426

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в электронных схемах детекторов зар женных частиц, используемых в  дерной физике.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  регистрации частиц в спектрометрах-калориметрах с неограниченным количеством каналов регистрации .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  случа , когда число и на фиг. 2 - схема вычислительного блока; на фиг. 3 схема формировател  пр моугольных импульсов.

Устройство содержит формирователи 1 - 1,3 пр моугольных импульсов, выходы 16 устройства, вход 17 устройства , узел 18 контрол  четности, вычислительный блок 19, шифратор 20 элементы 21 - 32 И, элементы 33 38 ИЛИ, сумматор 39, дешифратор 40, элемент 41 НЕ, элементы 42 - .45 ИЛИ элементы 46 - 49 И, выходы 50 - 56 блока 19, входы 57 блока 19, резисторы 58 -60, диоды 61 и 62, конденсаторы 63 и 64, микросхему 65 типа К500ПП116, микросхему 66 типа К500ПУ1.25, одновибратор 67 типа К155АГЗ.

Формирователь пр моугольных импульсов предназначен дл  усилени 

слабых сигналов, поступающих от детектора зар женных частиц, и,формировани  стандартных уровней, необходимых дл  срабатывани  микросхем. С-помощью микросхем 65 и 66 сигнал усиливаетс  по амплитуде, а с помощью одновибратора 67 сигнал формируетс  по длительности. Одновибратор имеет парофазный выход.

Входы элементов ИЛИ шифратора 20 подключены к выходам элементов И по определенному прав-шу, которое нагл днее всего можно представить в виде кодирующей матрицы (см. ниже).

Допустим, что сигналы от многоканального детектора зар женных частиц одновременно поступили на входы формирователей 6, 7, 9 и 10. Другими словами на вход устройства поступил код 00000110П00000. При этом на выходных элементах И сформируетс  код 00000100100000, который поступает на входы элементов 33 - 38 ИЛИ, на входах которых получаетс  6-разр дный код 100110, который несет в себе информацию о количестве зарегистрированных в детекторе зар женных частиц . Назначение элементов ИЛИ состоит в том, чтобы выполн ть сжатие информации , и эффект сжати  существенно повыситс  с увеличением N. При кодирующа  матрица Н имеет .следующий вид: 3 Матрица Н имеет регул рную струк туру и характеризуетс  следующими параметрами - число строк.; 15 (Cj, - число сочетаний из п по 2 Все столбцы матрицы можно разделить на групп. Первую группу образуют первые 5 столбцов, вторую следующие 4 столбца (столбцы 6-9) и т.д. и последний 15 столбец образует 5 группу,.. Позиции единицВ строках в столбцах матрицы Н задают правило соединени  выходов элементов И с входами элементов ИЛИ. Число столбцов в матрице Н соответствует числу элементов И, а число строк равно числу эле ментов ИЛИ. Важным параметром устрой ства  вл етс  коэффициент сжати  информации K(,N/n. Дл  нашего призера ,5, при , иК 4,5, а при , и Код, который поступает на вход блока 19, имеет следующие свойства. Как это прин то в теории кодировани  будем считать, что вес кодового елона W равен числу единиц в кодовом слове. Так, в матрице Н столбцы можно рассматривать как кодовые слова, у которых .. Операцию над кодовыми словами выполн ют в нашем устройстве по схеме ИЛИ, т.-е. беретс  бу-. лева сумма двух, трех, четырех и т.д всевозможных столбцов. Например, складьша  столбцы 1 и 3 получим КОД.101001. Практически это значит, что если на вход устройства поступил один сигнал (детектирована одна частица ), то на входах блока 19 сформируетс  код 001001. Код веса 2 сформируетс  при поступлении одногй сиг- нала на любой вход устройства, и на выходах 16 выработаетс  сигнал 1. При одновременном поступлении двух и трех сигналов на входы устройства, как это нетрудно проверить, спектр весов будет 3, 4 и 3, 4, 5, 6 соответст венно . Этот спектр, как это показывают расчеты на ЭВМ, не зависит от чисел Кип. Таким образом, если предположить, что на вход устройства поступает не более трех сигналов, то, введ  признак четности, можно точно определить их количество довольно экономичным способом. Пусть на входы сумматора39 посту пает вьтюупом нутый код 101001, соответствующий двум зарегистрированным частицам. Сумматор работает та264 КИМ образом, что при подаче на его входы кода веса W на его выходах формируетс  двоичный код, равный весу W. В нашем случае на выходах сумматора сформируетс  код, равный (младший разр д справа), ко- / торый дешифрируетс  и на выходе дешифратора 40 по вл етс  сигнал, который поступает на входы элементов 42 и 43 ИЛИ. Допустим, что сигнал Нечет , поступающий на управл ющий вход резистора 58 с выхода узла 18, соответствует логической единице, а сигнал Чет будет поступать в виде уровн , соответствующего логическому нулю. Тогда высоким уровнем, поступающим с выхода элемента НЕ 41, открываютс  .элементы 46 и 48 И. Импульс с выхода элемента 42 ИЛИ проходит элемент 46 И и далее элементы ИЛИ 44 и 45. На выходе 51 формируетс  сигнал равный 2, а на выходах 53 и 54 сигналы больше 1 и больше 2 соответственно. Выходы дешифратора О, 1 и 7 в данном блоке не используютс .Аналогично можно проверить работу блока при других сочетани х «зарегистрированных частиц не более трех. Так при детектировании одной частицы на входы.блока будут поступать коды веса 2, по значению которых на выходе 50 формируетс  сигнал равный 1 о Матрица типа Н имеет регул рную структуру и поэтому нетрудно построить устройство при больших значени х чисел. Дл  этого в качестве столбцов матрицы Н необходимо вз ть всевозможные слова веса 2 и выполнить соединение выходов элементов И с входами элементов ИЛИ. Перестановка столбцов матрицы Н не мен ет ее свойств. При больших значени х Кип возможности устройства существенно расшир ютс . Поусравнению с известным устройством рассматриваемое устройство имеет более широкие возможности, что позвол ет его использовать в качестве порогового устройства дл  регистрации каскадных ливней частиц в современных крупных спектрометрахкалориметрах , содержащих дес тки тыс ч каналов регистрации. Требуемое количество элементов ИЛИ дл  построени  шифратора невелико и равно чису выходов п. Тот факт, что устройство не регистрирует точное количество частиц, не снижает его функциональные возможности, так как. в кало риметрах с целью уменьшени  каналов регистрации проводным монтажом объе дин ютс  дес тки и сотни элементарных детекторов, например сцинтилл торов , нитей, дрейфовых трубок и

1181426ft

прочо Затем по суммарному сигналу определ етс  выдел ема  ливнем частиц энерги  и по заданному порогу затем вырабатьшаетс  запускающий импу5 лье,В рассматриваемом устройстве имеетс  возможность более точно регистрировать этот порог как сверху,так и снизу.

S7 .

Ю

33

fS

fS

S

S

f-7

, - //

fS

f

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРИ РЕГИСТРАЦИИ МНОЖЕСТВЕННОСТИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее формирователи прямоугольных импульсов, входы которых являются информационными входами устройства, прямой выход каждого формирователя прямоугольных импульсов соединен с первым входом соответствующего элемента И, второй вход первого элемента И соединен с входом логической единицы устройства, второй вход каждого элемента И, начиная с второго, соединен с инверсным выходом предыдущего формирователя прямоугольных импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регистрации частиц в спектрометрах-калориметрах с, неограниченным количеством каналов регистрации, в него введены вычислительный блок, узел контроля четности и шифратор .входы которого и входы узла контроля четности соединены соответственно с выходами элементов И, выходы шифраторов соединены соответственно с информационными входами вычислительного блока, выходы которого являются выходами устройства, а вход контрольного сигнала подключен к вы- . ходу узла контроля четности, причем вычислительный блок содержит сумматор, дешифратор, элементы И,· ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с входом контрольного сигнала блока, входы сумматора являются информационными входами блока, выходы сумматора соединены соответственно с входами дешифратора, первый выход которого соединен с первым выходом' блока и с первым входом первого .элемента ИЛИ,' второй выход дешифратора подключен к первым входам р второго и третьего элементов ИЛИ, третий выход дешифратора соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и с первым входом первого элемента И, четвертый выход дешифратора подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ и к первому входу второго элемента И, пятый выход дешифратора соединен с четвертым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом четвертого элемента И, вторые входы первого и четвертого элемен-_ та И соединены с выходом элемента НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с входом контрольного сигнала блока, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с вторым выходом блока, выход третьего элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, с вторым вхо-_

   SU „1181426 дом четьертого элемента И и с третьим выходом блока, выходы первого и четвертого элементов ИЛИ, первого и второго элементов И являются соот ветственно четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока.