SU1341503A1

SU1341503A1 - Счетчик фотонов

Info

Publication number: SU1341503A1
Application number: SU854005868A
Authority: SU
Inventors: Константин Дмитриевич Шелевой
Original assignee: Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1985-10-10
Publication date: 1987-09-30

Abstract

Изобретение относитс к оптике атмосферы и предназначено дл регистрации слабых и сверхслабых световых потоков. Цель изобретени - повышение точности измерений. Устройство включает ФЭУ 1, дискриминатор 2, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3, ЭВМ 4, схему синхронизации 5, управл емый тактовый генератор 6, триггер фотона 7, адресный счетчик 8, триггер режима 9, двоичный реверсивный счетчик 10, логический элемент ИЛИ 11, логический элемент И 12. Запись моментов поступлени фотоимпульсов осуществл етс не в виде меток в соответствующих чейках ОЗУ, а в виде двоичных кодов временных интервалов, в которых было зарегистрировано по вление фотоимпульса , в последовательных чейках ОЗУ. Это сокращает врем считывани па ных из ОЗУ 3 в ЭВМ 4 за счет времени, затрачиваемого на тестирование состо ни чеек ОЗУ 3, что дает возможность увеличить частоту посылок зондирующих импульсов, скорость накоплени фо.тоимпульсов и точность измерени параметров атмосферы . 1 ил.

Description

134

Изобретение относитс к оптике атмосферы и может быть использовано дл регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике, лазерном зондировании атмосферы, космических

15

20

исследовани х, спектроскопии, химии астрономии и др.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений путем увели- -JQ чени скорости накоплени информации.

На чертеже представлена блок-с;хема устройства.

Предлагаемое устройство содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, дискриминатор 2, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3, ЭВМ Д, схему 5 синхронизации, управл емьш тактовый генератор 6, триггер 7 фотона , адресный счетчик 8,триггер 9 режима, двоичный реверсивный счетчик 10, логический элемент ИЛИ 11, логический элемент И 12.

Выход ФЭУ 1 подключен к входу дискриминатора 2, его выход - к первому входу триггера 7 фотона и к первому входу логического элемента И 12, его выход - к входу Счет вперед двоичного реверсивного счетчика 10, выход триггера фотона - первому входу управ-зо лени ОЗУ 3, его информационный К-раз- р дный выход - к К разр дам входного регистра ЭВМ 4, выход схемы 5 синхронизации подключен к первым входам управл емого тактового генератора 6 и триггера 9 режима, выход управл емого тактового генератора 6 - к второмуI.входу триггера 7 фотона и. к первому входу адресного счетчика 8,, информационные выходы двоичного реверсивного счетчика 10 подключены к п адресным входам ОЗУ 3, выход триггера 9 режима - к вторым входам управени управл емого тактового генератора 6, ОЗУ 3, к/(п+1)-ому входу огического элемента ИЛИ 11 и к второму входу логического элемента И 12, адресные выходы адресного счетчика

8подключены к информационным входам ЗУ 3, выход управлени адресного счетчика 8 - к второму входу триггера

9режима; один из разр дов выходного регистра ЭВМ 4 подключен к входу Счет назад двоичного реверсивного четчика 10, выход логического элеента ИЛИ 11 подключен к (К+1)-ому азр ду входного регистра ЭВМ 4.

Устройство работает следующим об- азом.

35

40

45

50

55

25

Управл емый генератор 6 временных интервалов запускаетс импульсом со схемы 5 синхронизации, определ ющим начало цикла регистрации входных импульсов . Этот же импульс устанавливает триггер 9 режима и ОЗУ 3 в режим Запись и блокирует работу логического элемента ИЛИ 11.

Синхронно с по влением синхроимпульса запускаетс управл емый тактовый генератор 6, вырабатыва последовательность управл ющих импульсов дл формировани адресным счетчиком последовательности временных интервалов заданной длительности, дл временной прив зки фотоимпульсов относительно импульсов зондировани . Разр дность адресного счетчика В и период тактовых импульсов, вырабатываемых управл емым тактовым генератором 6, определ ют пространственное разрешение регистрируемых атмосферных характеристик (, О, 1 5 км) и длину трассы

зо

25 зондировани L N х о

где-о

8VI

длительность временного интервала; N щ, - число временных интервалов; Ыц 2 - 1; К - разр дность адресного счетчика 8.

о

5

0

5

0

5

Поступающий с дискриминатора 2 фотоимпульс устанавливает триггер 7 фотона и, проход через открытый логический элемент И 12, прибавл ет единицу к содержимому двоичного реверсивного счетчика 10. Сигнал управлени с выхода триггера 7 фотона разрешает запись информации (состо ни адресного счетчика 8) по адресу, определ емому состо нием двоичного реверсивного счетчика 10. В момент начала следующего временного интервала триггер 7 фотона сбрасываетс и подготавливаетс к регистрации очередного фотоимпульса. При его поступлении описанный цикл записи данных в ОЗУ 3 повтор етс . Таким образом, число поступивших фотонов за весь цикл записи регистрируетс в двоич- ном реверсивном счетчике 10, а моменты их поступлени определ ютс состо нием соответствующих чеек ОЗУ 3, в 1 которых записаны в двоичном виде состо ни адресного счетчика 8, .соответствующие моментам поступлени фотонов. Сколько фотоимпульсов поступило в цикле записи, столько чеек ОЗУ 3 заполнилось информацией о моментах поступлени фотоимпульсов.

После прохождени всех возможных состо ний адресного счетчика 8 сигнал окончани цикла записи с его выхода перебрасывает триггер 9 режима в режим Чтение, отключа управл емый тактовый генератор 6, передава таким образом управление двоичным счетчиком 10 к ЭВМ 4, разрешает прохождение информации через логический элемент ИЛИ 11 на входной регист ЭВМ 4, блокирует прохождение одно- электронных импульсов через логический элемент И 12 на двоичный ревер- сивньй счетчик 10, переводит ОЗУ 3 в режим Чтение. ЭВМ 4 посто нно анализирует состо ние разр да Флаг входного регистра на наличие в нем единицы. Если в цикле записи бьшо зарегистрировано поступление некоторого 2о ниё фотоимпульса, в последовательных

числа фотонов, то .при переходе устройства в режим Чтение, на выходе логического элемента ИЛИ 11 по вл етс 1, воспринимаема ЭВМ как команда чтени данных, выставл емых на выходе ОЗУ 3, в ОЗУ ЭВМ. Прин тые данные (adress) интерпретируютс ЭВМ 4 как .адрес чейки ОЗУ ЭВМ, по которому к содержимому чейки прибавл етс 1, обеспечива увеличение (накопление) зарегистрированной в этой чейке информации. Окончание чтени состо ни данной чейки ОЗУ 3 определ етс активацией разр да выходного регистра ЭВМ 4, перевод щим двоичный реверсивный счетчик в (п-1)-е состо ние. Если было зарегистрировано более одного фотона, то хот бы в одном разр де двоичного реверсивного счетчика 10 будет 1, котора оп ть, проход через открытый логический элемент ИЛИ 11, воспринимаетс ЭВМ как сигнал наличи информации в очередной чейке ОЗУ 3, которую необходимо считать. Поэтому цикл считывани и интерпретации информации повтор етс . Окончание его также завершаетс генерацией импульса окончани цикла на выходном регистре ЭВМ 4. Это повтор етс до тех пор, пока двоичный реверсивный счетчик не достигнет состо ни 000...О, т.е. когда число циклов чтени не достигнет числа зарегистрированных в цикле записи фотонов . В этот момент заканчиваетс цикл чтени данных из ОЗУ устройства 3 в ОЗУ ЭВМ 4.и, фактически, устройство готово к новому циклу записи данных, который начинаетс после по35

чейках ОЗУ повзол ет сократить врем считывани данных из ОЗУ 3 в ОЗУ ЭВМ 4 за счет времени, здтрачиваемо- го на тестирование состо ни чеек

25 ОЗУ 3, что дает возможность увеличить частоту посылок зондирующих импульсов , скорость накоплени фотоимпульсов , сократить врем эксперимента и увеличить точность измерени парамех

3Q ров атмосферы.

Claims

Формула изобретени

Счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные фотоэлектрон ный умножитель,дискриминатор, триггер фотона, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), ЭВМ, а также триггер режима, последовательно включенные схему синхронизации, управл емый тактовый генератор и адресной счетчик причем выход дискриминатора подключен к первому входу триггера фотона, схема синхронизации подключена к первым входам триггера режима и управл емого тактового генератора, вьрсод которого подключен ко второму входу триггера фотона, выход триггера фотона подклю.чен к первому входу управлени ОЗУ, выход триггера режима подключен ко второму входу управл емого : тактового генератора и ко второму входу управлени ОЗУ,/выход управлени адресного счетчика подключен ко второму входу триггера режима, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени параметров атмосферы, в состав счетчика фотонов введены двоичный реверсивный счетчик, логическа схема ИЛИ и

40

45

50

55

5

ступлени очередного синхроимпульса на схему 5 синхронизации.

Многократное повторение циклов Запись-Чтение приводит к тому, что в чейках ОЗУ ЭВМ, адресу которых определ ют положение поступающих на устройство фотонов относительно импульса синхронизации, происходит формирование профил отраженного атмосферой сигнала с точностью, определ емой уровнем накоплени в каждом временном интервале, по которому может быть вычислен профиль атмосферных характеристик.

Таким образом, запись моментов поступлени фотоимпульсов в виде двоичных кодов временных интервалов, в которых было зарегистрировано по вле5

чейках ОЗУ повзол ет сократить врем считывани данных из ОЗУ 3 в ОЗУ ЭВМ 4 за счет времени, здтрачиваемо- го на тестирование состо ни чеек

5 ОЗУ 3, что дает возможность увеличить частоту посылок зондирующих импульсов , скорость накоплени фотоимпульсов , сократить врем эксперимента и увеличить точность измерени парамех

Q ров атмосферы.

Формула изобретени

Счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные фотоэлектронный умножитель,дискриминатор, триггер фотона, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), ЭВМ, а также триггер режима, последовательно включенные схему синхронизации, управл емый тактовый генератор и адресной счетчик, причем выход дискриминатора подключен к первому входу триггера фотона, схема синхронизации подключена к пер вым входам триггера режима и управл емого тактового генератора, вьрсод которого подключен ко второму входу триггера фотона, выход триггера фотона подклю.чен к первому входу управлени ОЗУ, выход триггера режима подключен ко второму входу управл емого : тактового генератора и ко второму входу управлени ОЗУ,/выход управлени адресного счетчика подключен ко второму входу триггера режима, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени параметров атмосферы, в состав счетчика фотонов введены двоичный реверсивный счетчик, логическа схема ИЛИ и

0

5

0

5

5ПЛ15036

логическа схема И, причем выход дис-входам логического элемента ИЛИ, ад- криминатора подключен к первому входуресные выходы адресного счетчика под- логического элемента И, его выходключены к К информационным входам подключен к входу Счет вперед ,ОЗУ, К информационных выходов ОЗУ двоичного реверсивного счетчика, подключены к К разр дам входного ре- выход триггера режима подключен кгистра ЭВМ, выход логического злемен- второму входу логического элемента Ита ИЛИ подключен к (К+1)-ому разр ду и к (п+1)-ому входу логического эле-входного регистра ЭВМ, оДин разр д мента ИЛИ, информационные выходы дво- Qвыходного регистра ЭВМ подключён к ичного реверсивного счетчика подклю-входу Счет назад двоичного ревер- чены к адресньм входам ОЗУ и к псивного счетчика.