SU1405111A1 - Method and device for conversion of short pulses of known shape to number - Google Patents

Method and device for conversion of short pulses of known shape to number Download PDF

Info

Publication number
SU1405111A1
SU1405111A1 SU823484034A SU3484034A SU1405111A1 SU 1405111 A1 SU1405111 A1 SU 1405111A1 SU 823484034 A SU823484034 A SU 823484034A SU 3484034 A SU3484034 A SU 3484034A SU 1405111 A1 SU1405111 A1 SU 1405111A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
outputs
flops
flip
code
Prior art date
Application number
SU823484034A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Калинин
Original Assignee
Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединенный Институт Ядерных Исследований filed Critical Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority to SU823484034A priority Critical patent/SU1405111A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1405111A1 publication Critical patent/SU1405111A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике физического эксперимента и может быть использовано в  дерной физике при разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), например, дл  измерени  амплитуды импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани . Способ преобразовани  коротких импульсов известной формы в код заключаетс  в том, что одновременно с определением старших разр дов измер ют длительность преобразуемого импульса лt на верхнем п-м эталонном уровне и наход т пре- вьпиение амплитуды импульса uh над п-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разр ды выходного кода по формуле ЛЬ .f(n, ut). Устройство дл  реализации данного способа содержит параллельньй АЦП, два RS-триггера, шифратор, элементы антисовпадени , элемент ИЛИ, линии задержки, хронотрон и посто нное запоминающее устройство. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. с (ЛThe invention relates to a physical experiment technique and can be used in nuclear physics in the development of high-speed analog-digital converters (ADC), for example, to measure the amplitude of pulses in drift-based ionization spectrometers. The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion. The method of converting short pulses of known shape into a code is that simultaneously with the determination of the higher bits, the duration of the converted pulse at the upper nth reference level is measured and the amplitude of the pulse uh is exceeded over the nth reference level and corresponding to it the lower bits of the output code using the formula LF. (n, ut). A device for implementing this method comprises a parallel ADC, two RS flip-flops, an encoder, anti-matching elements, an OR element, delay lines, a chronotron, and a persistent storage device. 2 sec. f-ly, 1 ill. with (L

Description

4;:ь4;:

о елabout ate

Изобретение относитс  к технике физического эксперимента и может быт использовано в  дерной физике нри разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), например, дл  измерени  амплитуды импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер.The invention relates to a technique of physical experiment and can be used in nuclear physics by developing high-speed analog-to-digital converters (ADCs), for example, to measure the amplitude of pulses in drift-based ionization spectrometers.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани .The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  реализации данного способа.The drawing shows a functional diagram of the device for implementing this method.

Сущность способа преобразовани  коротких импульсов известной формы в код заключаетс  в том, что с помощью набора эталонных уровней параллельного АЦП производитс  предварительное (грубое) измерение амплитуды входного сигнала. При этом определ ютс  старшие разр ды выходного кода. По результатам работы параллельного АЦП определ етс  номер п самого верхнего достигнутого эталонного уровн , относительно которого осуществл етс  измерение длительности входного импульса /ut на этом п-м уровне. При этом превышение амплитуды импульса над п-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разр ды выходного кода наход т по формуле (п, &t), исход  из заранее известной формы входного сигнала. Цри использовании данного способа в  дер ной электронике известность формы I входного сигнала определ етс  тем, I что на АЦП сигналы поступают со спек рометрического усилител , где осу- ществл етс  их формирование.The essence of the method of converting short pulses of known shape into a code is that using a set of reference levels of a parallel A / D converter, a preliminary (rough) measurement of the amplitude of the input signal is performed. In this case, the higher bits of the output code are determined. Based on the results of operation of a parallel ADC, the number n of the highest achieved reference level is determined, against which the duration of the input pulse / ut is measured at this nth level. In this case, the pulse amplitude is exceeded over the nth reference level and the corresponding lower bits of the output code are found by the formula (n, & t), based on the previously known form of the input signal. When using this method in nuclear electronics, the popularity of the input signal form I is determined by the fact that I receive signals from the spectrometric amplifier at the ADC where they are formed.

В частном случае дл  входного сигнала , имеющего форму равнобедренного треугольника, зависимость ЛЬ fIn the particular case for an input signal having the shape of an isosceles triangle, the dependence LL f

(п, ut) выгл дит как лh 2 nh --- (n, ut) looks like lh 2 nh ---

где h - величина одного уровн  квантовани , Т - длительность входного сигнала в основании„where h is the value of one quantization level, T is the duration of the input signal at the base „

Дл  гауссовского сигнала эту зависимость можно получить разложением гауссовской кривой в р д Тейлора около.точки, соответствующей максимуму кривой:For a Gaussian signal, this dependence can be obtained by expanding the Gaussian curve in Taylor's series near the point corresponding to the maximum of the curve:

uh п-ьГ2(-) -12 (-т|)+...55uh p-2 (-) -12 (-t |) + ... 55

где G - стандартное отклонение гауссовской кривой.where G is the standard deviation of the gaussian curve.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

OO

5five

Устройство дл  реализации данного способа преобразовани  содержит па- раллельньй АЦП 1, два RS-триггера 2, линии 3 задержки, шифратор 4, элементы 5- антисовпадени , элемент Ш1И 6, хронотрон 7 и посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 8.A device for implementing this conversion method comprises a parallel ADC 1, two RS flip-flops 2, delay lines 3, an encoder 4, anti-matching elements 5, G1 6, a hronotron 7 and a read-only memory (ROM) 8.

При этом вход АЦП 1 соединен с входом 9 устройства, шина 10 Сброс устройства соединена с Рч.-входами RS-триггеров 2, выходы шифратора 4  вл ютс  первой группой выходов 11 устройства, а выходы ПЗУ 8 - второй группой выходов 12 устройства.The input of the A / D converter 1 is connected to the input 9 of the device, the bus 10 Reset the device is connected to the RF inputs of the RS flip-flops 2, the outputs of the encoder 4 are the first group of outputs 11 of the device, and the outputs of the ROM 8 are the second group of outputs 12 of the device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Пусть на вход 9 устройства поступил входной импульс, например, треугольной формы. На начальном этапе работы устройства срабатывает параллельный АПП 1, это приведет к тому, что на определенных выходах его в зависимости от амплитуды входного сигнала по витс  код его старших разр дов . Этот код приведет к срабатыванию соответствующих RS-триггеров 2, предварительно по шине 10 Сброс установленных в нулевое состо ние. По состо нию RS-триггеров 2, соединенных с входами шифратор а 4, на. первой группе выходов 11 устройства формируетс  код старших разр дов амплитуды входного сигнала. При этом независимо от значений уровней напр жени  на выходах параллельного АЦП 1 информаци  в RS-триггерах 2 хранитс  в течение всего цикла измерени  и умножаетс  только по следукщему сигналу Сброс по шине 10 Сброс устройства .Let an input impulse, for example, of a triangular shape, enter the device input 9. At the initial stage of operation of the device, parallel APP 1 is triggered, this will lead to the fact that at certain outputs of its output, depending on the amplitude of the input signal, the code of its highest bits will appear. This code will trigger the corresponding RS-flip-flops 2, previously through the bus 10 Reset set to the zero state. According to the state of the RS flip-flops 2 connected to the inputs of the a 4 encoder, on. The first group of device outputs 11 generates a code for the higher bits of the amplitude of the input signal. At the same time, regardless of the voltage levels at the outputs of the parallel A / D converter 1, the information in the RS flip-flops 2 is stored for the entire measurement cycle and multiplied only by the following signal. Reset on bus 10 Reset device.

Длительность выходного сигнала с самого старшего сработавшего выхода параллельного АЦП 1 соответствует длительности основани  остатка входного импульса. Этот сигнал проходит через соответствующую линию 3 задержки и элемент 5 антисовпадени  на элемент ИЛИ 6. Линии 3 задержки включены дл  того, чтобы исключить прохождение на элемент ИЛИ 6 коротких сигналов , которые могут возникнуть вследствие задержки срабатывани  в схемах параллельного АЦП 1. При этом длительность временной задержки дл  самого младшего выхода параллельного АЦП 1 необходимо выбрать пор дка половины времени нарастани  входного импульса, дл  бо.лее старших выходовThe duration of the output signal from the oldest triggered output of the parallel A / D converter 1 corresponds to the base duration of the remainder of the input pulse. This signal passes through the corresponding delay line 3 and the anti-coincidence element 5 on the element OR 6. The delay lines 3 are included in order to prevent short signals that OR can cause on the OR element 6 to occur due to a delayed operation in the parallel ADC 1 circuits. delays for the lowest output of the parallel A / D converter 1 must be selected in the order of half the rise time of the input pulse, for more high outputs

3131

параллельного АЦП 1 она постепешк) уменьшаетс  и дл  самого старшсг о выхода параллельного АЦП 1 ее можно выбрать в п раз меньше, где п - число выходов параллельного АЦП 1.parallel ADC 1 it gradually decreases) and for the most senior output of parallel ADC 1, it can be chosen n times smaller, where n is the number of outputs of parallel ADC 1.

Таким образом, длительность сигнала на выходе элемента ИЛИ 6 точно соответствует длительности основани  остатка. Дл  входных импульсов с ту- пой вершиной, например дл  гауссов- ской формы, лучше измер ть длительность срабатывани  параллельного АЦП 1 не на самом верхнем уровне дл  данного импульса, а на втором, третьем уровне сверху. При этом точность измерени  будет вьш1е.Thus, the duration of the signal at the output of the element OR 6 exactly corresponds to the duration of the base of the residue. For input pulses with a peak tope, for example, for a Gaussian form, it is better to measure the response time of the parallel ADC 1 not at the highest level for a given pulse, but at the second, third level from the top. In this case, the measurement accuracy will be higher.

В качестве измерител  временного интервала в устройстве использован хронотрон 7. ПЗУ 8 включено дл  кор- рекции нелинейности, котора  возникает КЗ-за того, что длительность остатка от амплитуды зависит нелинейно . На первую группу входов ПЗУ Ь поступает код старших разр дов с вы- хода шифратора 4, на вторую группу входов - код измерени  длительности остатка с хронотрона 7, при этом на выходе ПЗУ 8, а следовательно, и на второй группе выходов 12 устройства формируетс  код младших разр дов амплитуды входного сигнала.Chronotron 7 is used as a time interval meter in the device. ROM 8 is included to correct nonlinearity, which occurs due to the fact that the duration of the residual depends on amplitude nonlinearly. The first group of inputs of the ROM B receives the code of the higher bits from the output of the encoder 4, the second group of inputs contains the code for measuring the duration of the remainder from the chronotron 7, while the output of the ROM 8 and therefore the second group of outputs 12 of the device is generated lower-order amplitude bits of the input signal.

Claims (2)

Формула изобретени  1, Способ преобразовани  коротких импульсов известной формы в код, включающий сравнение амплитуды импульса с набором эталонных уровней, по результатам которого определ ют номер п верхнего достигнутого уровн  и соответствующие ему старшие разр ды выходного кода, отличающийClaim 1, A method for converting short pulses of known shape into a code, including comparing the pulse amplitude with a set of reference levels, the results of which determine the number n of the upper reached level and the corresponding high bits of the output code that distinguish Q Q n 5 n 5 00 5 five 00 114114 с   тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , одновременно с определе нием старших разр дов измер ют длительность входного импульса дс на п-м уровне, а превышение амплитуды импульса Л h над п-м уровнем и соответствующие ему младшие разр ды выходного кода вычисл ют, исход  из известной формы входного импульсаso that, in order to increase the accuracy of the conversion, simultaneously with the determination of the higher bits, the duration of the input pulse is measured at the nth level, and the excess amplitude of the pulse Lh above the nth level and the corresponding lower bits of the output code are based on the known form of the input pulse 2. Устройство дл  преобразовани  коротких импульсов известной формы в код, содержащее п компараторов, первые входы которых объединены и подключены к шине входного сигнала, а вторые входы - к соответствующим, резисторам делител  напр жени , подключенного к шине опорного напр жени , выходы компараторов подключены соответственно к S-входам RS-триггеров, число которых равно п, R-входы RS- триггеров объединены и подключены к шине Сброс, а единичные выходы соединены с соответствующими входами шифратора, выходы которого соединены с шинами старших разр дов устройства, S-входы RS-триггеров, кроме первого, соединены через линии задержки соответственно с пр мыми входами (п-1) элементов антисовпадени , инверсные входы которых соединены соответственно с единичными выходами RS-триггеров , кроме п-го, выходы элементов антисовпадени  соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом хронотрона, выходы которого подключены к одной группе входов посто нного запоминающего устройства, друга  группа входов которого соединена с выходами шифратора, а выходы подключены к шинам младших разр дов устройства.2. A device for converting short pulses of known shape into a code containing n comparators, the first inputs of which are combined and connected to the input signal bus, and the second inputs to the corresponding resistors of a voltage divider connected to the reference voltage bus, the outputs of the Comparators are connected respectively to the S-inputs of the RS-flip-flops, the number of which is equal to n, the R-inputs of the RS-flip-flops are combined and connected to the Reset bus, and the single outputs are connected to the corresponding inputs of the encoder, the outputs of which are connected to the senior bus x device bits, S-inputs of RS-flip-flops, except for the first one, are connected via delay lines, respectively, with direct inputs (n-1) of anti-coincidence elements, inverse inputs of which are connected respectively with single outputs of RS-flip-flops, except for n-th, outputs the anti-coincidence elements are connected to the inputs of the OR element, the output of which is connected to the input of the chronotron, the outputs of which are connected to one group of inputs of a permanent storage device, the other group of inputs of which are connected to the outputs of the encoder, and the outputs are connected to buses low-order device.
SU823484034A 1982-08-19 1982-08-19 Method and device for conversion of short pulses of known shape to number SU1405111A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823484034A SU1405111A1 (en) 1982-08-19 1982-08-19 Method and device for conversion of short pulses of known shape to number

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823484034A SU1405111A1 (en) 1982-08-19 1982-08-19 Method and device for conversion of short pulses of known shape to number

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1405111A1 true SU1405111A1 (en) 1988-06-23

Family

ID=21026821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823484034A SU1405111A1 (en) 1982-08-19 1982-08-19 Method and device for conversion of short pulses of known shape to number

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1405111A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент FR № 2310036, кл. Н 03 К 13/02, опублик. 1976. Авторское свидетельство СССР № 809543, кл. Н 03 К 13/02, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3733600A (en) Analog-to-digital converter circuits
US3818246A (en) Switching circuits particularly useful for analog-to-digital converters
SU1405111A1 (en) Method and device for conversion of short pulses of known shape to number
US3623073A (en) Analogue to digital converters
RU176659U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
SU711678A1 (en) Analogue-digital converter
RU2110886C1 (en) Analog-to-digital converter
SU869021A1 (en) Analogue-digital converter
SU1742985A1 (en) Analog-to-digital amplitude detector
RU2205500C1 (en) Analog-to-digital converter
JPS58224498A (en) Memory device of waveform
SU1626177A1 (en) Harmonic signal frequency meter
SU824431A1 (en) Analogue-digital converter
RU2037267C1 (en) Analog-to-digital converter
SU1500827A2 (en) Sensing device having automatic calibration function
SU780191A1 (en) Signal extremum measuring device
SU773926A1 (en) Analogue-digital conversion device
Sumner A sliding scale method to reduce the differential non linearity of a time digitizer
SU970666A1 (en) Time delay device
RU2255343C2 (en) Group delay time measuring unit
SU752171A1 (en) Method of digital measuring of analogue signal
SU819955A1 (en) Quick-action analogue-digital converter
SU1596270A2 (en) Statistic analyzer of finite difference of signal phase
SU762170A1 (en) Method and apparatus for a-d conversion
SU1404912A1 (en) Device for measuring the time of spin-spin relaxation