SU1400301A1 - Способ формировани спектрометрических импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к экспериментальной  дерной физикеJ а кмек о к способам формировани  (обработки) входных спектрометрические импульсов с детекторов ионизирующего излучени , позвол ющим при измерении интенсивности учесть число наложенных импульсов при высокой загрузке канала регистрации . Целью изобретени -  вл етс  повышение загрузочной способности канала регистрации. Обработку входного сигнала ведут по двум каналам с разными (верхним и нижним) уровн ми дискриминации из которых затем по определенной логике формируют выходные импульсы. По нижнему уровню дискриминации формируют одиночные импульсы , и количество наложенных импульсов формируют по числу прегьппений верхнего уровн  длскриминации, величин которого состйвл ет 1,6 от номинального уровн  входного сигнала. Изобретект е позвол ет получить ли- нейнуж г(: гред а точную характеристику формировател  с погрешностью не более 2% до значени  входной загрузки 10 имп/с. S з.п. ф-лы, 3 ил. Q « С

Description

Изобретение относитс  к экспериментальной  дерной физике, а именно к способэй формировани  (обработки) входных спектрометр1гческих импульсов с детекторов ионизирующего излучени  при высокой загрузке, позвол ющим при измерении интенсивности канала регистрации учесть число нахгоженных импульсов .

Целью изобретени   вл етс  повышение загрузочной способности канала регистрации.

На фиг,1 изображена схема устройства , реализующего предлаг-аемьш спо- соб; на фиг.2 эпюры напр жений в характерных точках устройства; на фиг.3 - передаточна  характеристика устройства.

Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом.

Определ ют момент превышени  фронта входного импульса нижнего и верхнего уровней дискриминации, формируИзвестно , что амплитуда выходиьте сигналов с датчика ионизирующего излучени   вл етс  случайной величиной 15 с распределениен по нормальному зако ну. Позтому на выходе усилител  2 могу г быть импульсы как с малой ампл тудой меньше АС,, (эпюра 12 первый сигнал), так и с амплитудой больгае 20 Aj-p (второй сигнал) , При сигнале с амплитудой меньше отсутствует выходной сигнал с компаратора верхнего уровн  (эпюра 13) , задающего верхний уровень дискриминации Ugpp,

ют короткий импульс из выходного сиг-,25 При превышении ншшего уровн  диск 2-19 показаны

-)

00301;

На фиг.2 в точках эпюры напр жений.

Устрпйство работает следующим образом.

При частоте загрузки менее 10имп/ /с веро тность наложени  импульса длительностью, равной реально 120 не, мала и составл ет 0,006. При этом IQ формирование выкидных импульсов производитс  след пощим образом.

Известно, что амплитуда выходиьте сигналов с датчика ионизирующего излучени   вл етс  случайной величиной 15 с распределениен по нормальному закону . Позтому на выходе усилител  2 могу г быть импульсы как с малой амплитудой меньше АС,, (эпюра 12 первый сигнал), так и с амплитудой больгае 20 Aj-p (второй сигнал) , При сигнале с амплитудой меньше отсутствует выходной сигнал с компаратора верхнего уровн  (эпюра 13) , задающего верхний уровень дискриминации Ugpp,

,25 При превышении ншшего уровн  диск

нала дискриминатора нижнего уровн  ;г задерживают его, причем формирование указанкого короткого импульса и его задержку ослпдествл ют на длительност равную половине длительности фронта импульса, формируют дополнительные короткие импульсы из выходного сигнала дискриминатора верхнего уровн  при совпадении во времени задержанного короткого импульса и дополнител ного короткого импульса, формируют , один выходной импульс при отсутствии совпадени  задержанного короткого импульса и дополнительных коротких импульсов формируют дополнительные ныходные импульсы по числу дополнительных коротких импульсов.

Кроме того, верхний уровень дискриминации устанавливают равным 1,6 номинального (среднего) значени  амплитуды входного сигнала.

Устройство дл  реализации спосо- (За содержит датчик 1 ионизирующего излучени , спектрометрический усилитель 21, источник 3 опорного сигнала, делитель 4, компараторы 5 и 6 верхнего и нижнего уровней, формировател 7 дополнительного короткого иьтуль- (;а 7 (формирователь 8 импульса д.пи- тельностью В половину длительности фронта входного импульса,, линию 9 задержки, логический элемент 10, и выходной формирователь II.

0

5

0

5

р:иминации U. компаратор 6 нижнего уровн  формирует сигнал высокого уровн  (эпюра 14), который поступает на вход формировател  8. При з.том на выходе формировател  7 дополни:- тельного короткого импульса выходной сигнал отсутствует (эпюра 15). На выходе формировател  8 формируетс  импульс Длительностью в половину длительности фронта входного сигнала (эпюра 16), ранного реально 30 не, который поступает на линию 9 задержки . Импульс длительностью 15 НС Задерживаетс  на 15 НС (эпюра 17) и поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 10.

На выходе элемента 10 формируетс  сигнал высокого уровн  (эпюра 18) который поступает на вход формировател  11. На выходе формировател  1 формируетс  один короткий импульс (эпюра 19). Если входной сигнал превьшает верхний уровень дискриминации и 1,6 АС„, то в момент превьщ1ени  компаратор 5 формирует сигнал высокого уровн  зпюра 14), который поступает на вход формировател  7. Формирователь 7 формирует дополнительный короткий импульс (эпюра 15), который поступает на первый вход элемента ИЛИ. На втором входе элемента ИЛИ также сигнал высокого уровн , который поступает с це- псчки-компаратор 6, формирователь 8

и лини  9 задержки. Наложение импульсов обеспечиваетс  тем, что импульс длительностью 15 не задерживаетс  на 15 НС и его фронт опережает момент перехода фронта большинства входных импульсов через верхний уровень дискриминации, а спад этого импульса не выходит за начало спада входного импульса. Таким образом, обеспечиваетс  минимальное врем  обработки входного сигналаJ т.е. сокращаетс  мертвое врем , что и позвол ет повысить уровень загрузки, так как веро тность наложени  сигналов даже при загрузке 10 имп/с за 30 не мала. Логический элемент ИЛИ формирует сигнал высокого уровн  (эпюра 18), который пступает на вход формировател  I. Формирователь 11 формирует на входе один короткий импульс (эпюра 19).

При спаде импульса компараторы верхнего и нижнего уровней дискриминации формируют сигналы низкого уровн , т.е. на вьтходе устройства формируетс  импульс определенной длитегь- ности и амплитуды йри поступлении одиночного входного импульса, максимальна  амплитуда которого  вл етс  случайной величиной.

При частоте загрузки Ю имп/с с Пуассоновским законом распределени  периода загрузки веро тность по влени  двух, трех и четырех кратных наложений импульсов возрастает и составл ет 0,91 .

Выделение наложенных импульсов (третий импульс фиг.2 эпюра 12) производитс  следующим образом.

В момент превышени  амплитуды импульса нижнего уровн  дискриминации компаратор 6 формирует сигнал высокого уровн  (эпюра 14), который поступает, пройд  через формирователь 8 (эпюра 16) и линию 9 задержки (эпюра 17), на второй вход логического элемента ИЛИ 10 и на выходе устройства I1 формируетс  короткий импульс (эпюры 18 и 19). При превышении наложенного сигнала верхнего уровн  дискриминации компаратор 5 формирует сигнал высокого уровн  (эпюра 13). На выходе формировател  7 формируетс  тсороткий импульс (эпюра 15), который проходит через элемент 10 (эпюра 18) и поступает на , вход формировател  I1. На выходе фJpмиpODaтeл  I1 формируетс  корот

кий импульс (эпюра 19), Так как период между моментом превьппеки  сигнала нижнего уровн.  дискриминап.ии и моментом превышени  его верхнего уровн  дискриминации больше времени Задержки , то на два наложенных импульса формируетс  два импульса на выходе устройства. Аналогично формируют- . с  импульсы на выходе при трех и четырех кратных наложени х.

Передаточна  характеристика первого канала, состо щего из компарато- ра 6, формировател  8, линии 9 задержки , логического элемента 10 и формировател  I приведена на (лини  20), а передаточна  характеристика второго канала состо щего из компаратора 5, формировател  7, логического элемента 10 и формировател  11 (лини  21).

Как показали теоретические расчеты при уровне дискриминации, равном получаетс  линейна  зависимость (лини  22) с погреюиостью не более 2% при частоте загрузки до (9-10)х 10 имп./с.

Экспериментальные исследовани  подтвердили правильность приведенных вьппе теоретических результатов.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство формировани  спектрометрических сигналов позвол ют расширить загрузочную способность всего канала измерени  интенсивности регист рируемого потока до 16 имп/с.

В сравнении с известными техническими решени ми устройство позвол ет расширить динамический диапазон

устройств измерени  регистрируемого (иейтронного) потока, примен емых на атомных энергетических установках, на две декады, что позвол ет создать широкодиапазонный канал контрол  во всем динамическом диапазоне измерени  мощности реактора.

Claims (1)

1.Способ формировани  спектрометрических и :пульсов, включающий определение момента превьппени  фронта входного импульса ннжнегб и верхнего уровней дискриминации, формирование короткого импульса из выходного сиг нала дискриминатора нижнего уровн , задержку его, отличающий- с   тем, что, с целью повьппени 

/J

-«-t

. 4

2

WuK 1Ь

14 Y5

f6

/7 f8

i9.

/4p--j/ p-

TfX

Wi ianinaw ВШВЛЕЖП

ф1/г. /

П

ri

rpus.2

/

fff

18 ««

//

t

ri

jffS 2 3.4 ff7eg)fff I 3 V 6rS9f07

IffOffn/

7eg)fff I 3 V 6rS9f07

Фиг..З

IffOffn/ff