SU1350508A1 - Счетчик фотонов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерений и может быть использовано дн  регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике, лазерном зондировании атмосферы. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности определени  момента поступлени  фотоимпульсов . Запускаемый синхронно с по влением синхроимпульса управл емый тактовьй генератор вырабатывает по- следовательность импульсов дл  сдвига имлульса разрешени  записи входных данньк с дискриминатора в триггеры фотонов блока триггеров. С помощью кольцевого регистра сдвига создаетс  последов ательность из следуюЕцих друг за другом управл ющих импульсов, ре- гистрирзпощих момент поступлени  фотоимпульса путем записи единицы в тот триггер фотона, в котором в данный момент времени присутствуют единицы на обоих входах. Скорость регистрации (и скорость поступлени  фотоим- - пульсов) определ етс  не быстродействием оперативного запоминающего .устройства, а быстродействием регистра сдвига и триггера фотона, которое значительно выше. 1 ил. о (О (Л со СП о ел о 00

Description

Изобретение относитс  к области измерений и может быть использовано дл  регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике, лазерном зондировании атмосферы, космических исследовани х, спектроскопии, химии, астрономии и др.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  момента пос- туплени  фотоимпульсов (фотонов).

На чертеже представлена блок-схема счетчика фотонов,

Устройство включа ет в себ  ФЭУ 1 , дискриминатор 2, блок N триггеров 3 фотонов, кольцевой сдвиговьй регистр

4,управл емый тактовый генератор

5,делитель 6 тактовой частоты 1/N, схему 7 синхронизации оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). 8, триггер 9 режима, адресный счетчик

10, ЭВМ 11.

Выход ФЭУ 1 подключен к входу дискриминатора 2, его выход - к первым входам триггеров 3 фотонов ТФ1- ТФЫ, их выходы - к первым входам управлени  блока ОЗУ 8, информационные выходы блока ОЗУ подключены к входному регистру ЭВМ 1; вход синхросигнала подключен к входу схемы 7 синхронизации, ее выход - к.первым входам управлени  управл емого тактового генератора 5, и триггера 9 режима выход управл емого тактового генератора 5 подключен к входам кольцевого регистра 4 и делител  6, выходы кольцевого сдвигового регистра 4 подключены к вторым входам триггеров фотонов ТФ1-ТФН блока триггеров 3, выход делител  6 /N подключен к вторвгм входам управлени  блока ОЗУ 8 и к первому входу адресного счетчика 10, выход триггера 9 режима подключен к третьему входу управлени  блока ОЗУ ,

8 И К ВТО-рому входу управлени  управ

л емого тактового генератора 5, адресные выходы адресного счетчика 10 подключены к адресным входам блока ОЗУ 8 и к входному регистру ЭВМ 11, один разр д выходного регистра ЭВМ 11 подк,гш)чен к второму входу адресного счетчика 10, информационные входы блока ОЗУ 8 подключены к плюсу питани .

Устройство работает следующим образом .

Управл емый генератор 5 временных интервалов запускаетс  импульсом со схемы 7 синхронизации, определ ющим

5 о

5

0

начало цикла регистрации входных импульсов. Этот же импульс устанавливает триггер режима 9 и ОЗУ 8 в режим Запись.

Синхронно с по влением синхроимпульса запускаетс  управл емый тактовый генератор 5, вырабатыва  последовательность импульсов дл  сдвига импульса разрешени  записи входных данных с дискриминатора 2 в триггеры фотонов блока триггеров 3. С помощью кольцевого регистра 4,-таким образом, создаетс  последовательность из N следующих друг за другом управл ющих импульсов, регистрирующих момент поступлени  фотоимпульса путем записи единицы в тот триггер фотона, в котором в данный момент времени присутствуют единицы на обоих входах. После записи входной информации в последний , N-й триггер фотона, дели-, таль 6 вырабатывает управл ющий импульс , по которому информаци  из триггеров фотонов ТФ1-ТФЫ 3 записываетс  в N-e  чейки ОЗУ 8, причем N определ етс  состо нием адресного счетчика 10, которое также измен етс  под действием каждого N-ro импульса с делител  6. Таким образом, номер временного интервала, в котором было зарегистрировано поступление фотоимпульса , определ етс  как

t,ADR+N5,,,

где ADR - состо ние адресного счетчика в момент поступлени  фотоимпульса;

номер бита (триггера фотона ) , в котором был зарегистрирован данный фотоимпульс .

Число N выбираетс  из услови  ,,, где Т - врем  цикла записи информации в используемый тип

N

5мт

0

ч g длительность временного интервала (определ ема  периодом тактовых импульсов), в течение которого предполагаетс  поступление фотоимпульса.

Пусть НС, д, 8 НС, тогда Т.Е..

Таким образом, в счетчике фотонов скорость регистрации (и скорость по-. ступлени  фотоимпульсов) определ ет- g с  не быстродействием ОЗУ, а быстродействием регистра сдвига и три-ггера фотона, котора  значительно выше бы- . стродействи  ОЗУ любого известного типа.

После прохождени  всех возможных состо ний адресный счетчик 10 вырабатывает сигнал окончани  режима счета, по которому триггер 9 режима переводит ОЗУ 8 в режим Чтение и при этом запрещает работу управл емого генератора 5, В этом режиме под управлением импульсов чтени , подаваемых с ЭВМ 1i через один из разр дов выходного регистра на адресный счетчик 10, происходит считывание в ОЗУ ЭВМ 11 зарегистрированных в цикле записи данных - моментов поступлени  фотоимпульсов ., Причем положение зарегист-15 ра ЭВ,М адресные выходы адресного

рированных моментов поступлени  фотоимпульсов , .определ емое состо нием адресного счетчика и номером бита выходных данных блока ОЗУ 8, определ ет  чейку ОЗК ЭВМ 11, к содержимо- му которой следует прибавить единицу Таким образом, в результате многократного повторени  циклов записи- чтени  осуществл етс  накопление данных в ОЗУ ЭВМ 11, и позвол ющее в конечном счете вычислить с необходимой статистической точностью измер е- мьй параметр, например, температуру, влажность, прозрачность или др. характеристики атмосферы. За счет сокращени  числа элементов повышаетс  также надежность устройства, повышаютс  его эксплуатационные характерис

жаетс  энергопотребление.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ., Счетчик фотонов, содержащий последовательно включ енные фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) , дискриминатор, триггер фотона, опертивное запоминающее устройство (ОЗУ), .ЭВМ, а также триггер режима, схему синхронизации, уп-равл емьш тактовый генератор, адресный счетчик, причем выход дискри- минатора подключен к первому входу триггера фотона,, выход которого под

   ключен к первому входу ОЗУ, схема синхронизации подключена к первым . входам управл емого тактового генератора и триггера режима, выход триггера режима подключен к второму входу управл емого тактового генератора и к второму входу управлени  ОЗУ, выход управлени  адресного счетчика подключен к второму входу триггера режима, информационный вход ОЗУ под- ключен к плюсу источника питани , информационньш выход ОЗУ подключен .к одному из разр дов входного регист0

   0

   счетчика подключены к адресным входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, один из разр дов выходного регистра ЭВМ подключен к второму входу адресного счетчика, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  момента поступлени  фотоимпульсов, в него введены параллельно первому N-1, триггэров

   5 фотонов, N-разр дный кольцевой регистр сдвига параллельно первому N-I, одноразр дных ОЗУ, делитель на N тактовой частоты, причем выход дискриминатора одноэлектронных импульсов подключен к первым входам N-I триггеров фотонов, N выходов кольцевого регистра сдвига подключены к вторым входам N триггеров фотонов, выход управл емого тактового генератора подключен к входу кольцевого регистра сдвига и к входу делител  на N, его выход подключен к вторым входам управлени  N одноразр дных ОЗУ и к первому входу адресного счетчика, триггеров фотонов подключены к первым входам управлени  N-1 ОЗУ, информационные входы N-1 ОЗУ подключены к плюсу источника питани , информацконные выходы N-1 ОЗУ подключены к входному

   5 регистру ЭВМ, адресный выход адресного счетчика подключен к адресным входам N-1 ОЗУ,

   5

   0

   ( I

   N

   ±п±

   i

   ТЩЗ

   5

   n

   Составитель E, Маколкин Редактор С. Патрушева Техред Л.Олийнык Корректор С, Шекмар

   Заказ 5277/41, Тираж 776Подписное

   -ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб. д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4