SU657599A1 - Преобразователь врем -амплитуда - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕШ ВРЕМЯ-АМПЛИТУДА

Изобретение относитс  к области импульсной техники и может быть применено в приборах экспериментальной  дерной физики, в частности дл  измерени  времен жизни короткоживущих  дер, дл  спектрометрии нейтронов по времени пролета , дл  изучени  распределений по массам зар женных продуктов  дерных реакции и т.д.

При измерении коротких 1штервалоБ времени широкое распространение получили старт-стопные преобразователи врем -амплитуда на накопительных устройствах l. В них исследуемый временной спектр трансформируетс  в спектр амплитуд выходных сигналов и регистрируетс  обычным многоканальным амплитудным анализатором .

Точность таких преобразователей, особето при работе с детекторами ионизирующих излучений Б наносекундном диапазоне, определ етс , в основном, разбросами их входных старт- и стоп- сигналов по амплитуде и форме.

Недостатком этих преобразователей  вл етс  усложненность их схемотехнического решени , котора  выражаетс  в использовании трех 1ши даух зар дно--накопительных устройств. Вследствие этого они имеют относительно высокие величины нелш1ейности и температурной нестабильности .

Известен преобразователь врем -амплитуда повышенной ТОЩ5ОСТИ, содержащий по стартвходу дифференциальный усилитель, пороговые устройства измерени  и генератор тока компенсаци начала измерени , и по стоп-входу - дифференциальньп усилитель, пороговые устройства конца измерени  и компенсавди конца измерени , генераторы тока интервала измерени  и компенсации конца измерени , а также накопительный конденсатор, повторитель напр жени , линейный пропускатель, TlHCKpHMifflaTOp и элемент совпадени , причем вход дифференциального усилител  по старт-входу соединен со входом старт-преобразовател , а два его выхода

через пороговые устройства начата измерени  и компенсации начала измерени  соединены соответственно со входами ключа начала измерени  и генератора тока компенсации начала измерени , вход дифференциального усилител  по стоп-входу со входом стоп-прсобразовател , а два его выхода через пороговые устройства конца измерени  и компенсации конца измерени  соединены соответственно со входами генераторов тока интервала измерени  и компенсации конца измере ни , выходы ключа начала измерени  и генераторов тока компенсации начала измерени  и интервала измерени  соединены с одной обкладкой накопительного конденсатора, друга  обкладка которого подключена к корпусу, а через повторитель напр жени  с основным входом JiHHeigioго пропускател , выход которого  вл етс  выходом преобразовател  jjZ. К недостаткам такого преобразовател  относ тс  усложненность схемотехнического решени  из-за использовани  двух зар дно-накопительных устройств, а следовательно относительно высокие величины нелинейности и температ)фной нестабильности; невысока  точность и достоверность измерени  интервалов времени при работе с не- . прерывными спектрами амплитуд входных старти стоп- сигналов из-за нарушени  одного из условий оптимальной компексащш, которое заключаетс  в том, чтобы минимальна  амплитуда вход ного сишапа, привод ща  к правильной регистрации интервала времени, в 2-3 раза превышала уровень срабатывани  порогового устройства компенсации начала (конца) измерени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани . Указанна  цель достигаетс  тем, что преобразователь врем -амплитуда, содержащий по стартг вхрду дифференциальный усилитель, пороговые устройства начала измерени  и компенсации начала измерени , ключ начала измерени  и генератор тока компенсации начала измерени , и по стопгвходу - дифференциальный усилитель, поро говые устройства конца измерени  и компенсации конца измерени , генераторы тока интервала измерени  и компенсации конца измерени , а также накопительный конденсатор, повторитель напр жени , линейный пропускатель, дискримина тор и. элемент совпадений, причем вход дифференщального усилител  по старт-входу соединен со входом старт-преобразовател , а два его выхода через псфоговые устройства начала измерени  и компенсации начала измерени  соединены соответственно со входами ключа начала измерени  и генератора тока компенсации начала измерени , вход дифференциального усилител  по стоп-входу соединен со входом стоп-преобразовател , а два его выхода через пороговые устройства конца измерени  и компенсации конца измерени  соединены соответственно со входами генераторов тока интервала измерени  и компенсации конца измерени , выходы ключа начала измерени  и генераторов тока компенсации начала измерени  и интервала измерени  соединены с одной обкладкой накопительного конденсатора , друга  обкладка которого подключена к кор 65 4 пусу, и через повторитель напр жени  с основным входом линейного пронускател , выход которого  вл етс  входом преобразовател , содержит дополнительно два боковых пороговых устройства и линейный пропускатель, причем старт- и стоп-входы преобразовател  через боковые пороговые устройства подключены ко входам элемента совпадений, выход которого подключен к управл ющему входу дополнительного линейного пропускател , основной вход которого соединен с выходом повторител  напр жени  , а его выход через дискриминатор - с управл ющим входом упом нутого линейного пропускател , выход генератора тока компенсации конца измерени  подключен к накопительному конденсатору , причем пол рность его тока противоположна пол рности токов остальных двух генераторов; кроме того в боковые пороговые устройства ввод тс  дополнительные входы управлени  длительностью их выходных сигналов, причем выход дискриминатора подключен ко входам управлени  обоих боковых пороговых устройств по старт- и стоп-входам, а их выходы соответственно - к попарно соединенным входам управлени  остальных пороговых устройств по каждому входу , при этом собственна  длительность выходного сигнала у бокового порогового устройства по старт-входу больше диапазона измерени  интервалов времени на величину максимальной длительности переднего фронта дл  входных стоп-сигналов, а у всех остальных пороговьк устройств равна последней величине дл  входных сигналов по соответствующему входу преобразовател . На чертеже показана структурна  схема преобразовател  врем -амплитуда. Устройство содержит дифференциальные усилители 1,2, пороговое устройство начала измерени  3, ключ измерени  4, пороговое устройство компенсации начала измерени  5, генератор тока компенсации начала измерени  6, пороговое устройство конца измерени  7, генератор тока интервала измерени  8, пороговое устройство компенсации конца измерени  9, генератор тока компенсации конца измерени  10, накопительный конденсатор 11, повторитель напр жени  элементы 4,6,8, 10, 11 и 12 образуют зар днонакопительный блок 13; основной 14идополнительный 15 линейные пропускатели, дискриминатор 16, дополнительные боковые пороговые устройства 17 и 18, элемент совпадени  19. Устройство работает следующим образом. При отсутствии входных старт- и стоп- сигналов ключ 4 открыт и суммарный ток генераторов . 6,8 и 10 не производит накопительного конденсатора 11. Линейные пролускатели 14 и 15 закрыты и на выходе преобразовател  отсутствует сигнал.

Рассмотрим случай правильной регистрации интервалов времени, когда

входной старт- сигнал приходит раньше стопсигнала;

интервал времени между ними не превышает диапазона измерени ;

амплитуды обоих входных сигналов достаточны дл  срабатывани  всех пороговых устройств.

Тогда в силу конечного времени нарастани  переднего фронта входных сигналов произойдет последовательное срабатывание всех пороговых устройств, соответственно 3,5, 17 и 7,9, 18. При срабатывании порогового устройства 3 ключ закрываетс  и начинаетс  зар д кйнденсатора 11 током +2IO +1о - То +21о. Далее при срабатывании устройства 5 генератор 6 отключаетс  и происходит зар д конденсатора 11 током+2Ь -Io:i-IO .

При срабатывании устройства 7 генератор 8 отключаетс , зар д конденсатора 11 прекращаетс  и начинаетс  его разр д током - 1 о. Далее после срабатывани  устройства 9 генератор 10 отключаетс  и на конденсаторе 11, а также после повторител  12 на входе блока 13, начинает формироватьс  плоска  часть сигнала, амплитуда которого с высокой точностью пропорциональна истинному значению измер емого интервала времени. После срабатывани  боковых пороговых устройств 17 и 18 на выходе злемента совпадений 19 по вл етс  сигнал, который на врем  своей длительности открывает пропускатель 15 дл  анализа заведомо плоской части выходного сигнала блока 13 дискриминатором 16, так как все процессы зар даразр да в блоке 13 к этому моменту времени уже закончились. Кроме того, выходные сигналы боковых пороговых устройств 17 и 18 продлевают на свою собственную длительность работу пороговьх устройств 3, 5 и 7,9 соответственно.

Дискриминатор 16 представл ет собой дифференциальный дискриминатор с двум  уровн ми, причем срабатывание нижнего уровн  соответствует регистрации.положительного, т.е. правильного интервала времени, а срабатывание верхнего уровн  - регистрации положительного интервала , но превышающего диапазон измерени . Таким образом, при срабатывании только нижнег уровн  дискриминатора 16 на его выходе по вл етс  сигнал, а при срабатывании обоих уровней - нет. Выходной сигнал дискриминатора 16 на врем  своей длительности продолжает работу пороговых устройств 17 и 18 и через них соответственно пороговых устройств 3, 5 и 7, 9, а также открывает пропускатель 14, на выходе которого по вл етс  пр моугольный сигнал с плоской вершиной и амплитудой , пропорциональной источнику измер емого интервала времени. После окончани  выходного сигнала дискриминатора 16 все пороговые устройства заканчивают свою работу.

включаютс  все генераторы токов, открываетс  ключ 4, через который происходит быстрый разр д накопительного конденсатора 11, и цикл работы преобразовател  врем -амплитуда заканчиваетс .

Рассмотрим теперь, как отбраковываютс  в преобразователе случаи неправильной регистрации . При срабатывании только пороговых устройств по старт-входу 3 или 3 и 5 или 3, 5 и 17 или только по стоп-входу 7 или 7 и 9 или 7, 9 и 18, сигнал на выходе преобразовател  отсутствует , так как не срабатывает элемент совпадений 19. При этом не происходат больших потерь полезной информации из-за просчетов, так как соб ственна  длительность выходных сигналов устройств 3, 5, 7 и 9, порог которых находитс  вблизи шумов, не превышает максимальной длительности переднего фронта входных старт- и стопсигналов . Случаи регистрации отрицательных интервалов времени, соответствующих более раннему приходу стоп-сигнала по Отношению к стартсигналу , даже при срабатываний всех пороговых устройств и элемента совпадений 19, будут искЙючены дискриминатором 16.

Claims (2)

1. Преобразователь врем -амплитуда, содержащий по старт-входу дифференциальный усили-, тель, пороговые устройства начала измерени  и компенсации начала измерени , ключ начала из мерени  и гшератор тока компенсахши начала измерени , и по стоп-входу - дифференциальный усилитель, пороговые устройства конца измерени  и компенсации конца измерени , генераторы тока интервала измерени  и компенсации конца измерени , а также накопительный конденсатор, повторитель напр жени , линейный пропускатель, даскриминатор и элемент совпадений, причем вход дифференциального усилител  по старт-входу соешгаен со входом старт-преобразовател , а два его выхода через пороговые устройства начала измерени  и компенсации начала измерени  соединены соответственно со входами ключа начала измерени  и генератора тока компенсации начала измерени , вход дифференциального усилител  по стоп-входу соединен со входом стоппреобразовател , а два его выхода через пороговые устройства конца измерени  и компенсации конца измерени  соединены соответственно со входами генераторов тока интервала измерени  и компенсации конца измерени , выходы ключ начала измерени  и генераторов тока компенсации начала измерени  и интервала измерени  соединены с одной обкладкой накопительного коиденсатора , друга  обкладка которого подключе - « - - .i, . 4,i.V ,. к корпусу, и черёз-нввтор1Я«ЛтбйШр жени  с основным входом линейного пропускател , выход которого  вл етс  выходом преобразовател  отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введено дополнительно два боковых пороговых устройства и лшейный пропускатель, причем старт- и стопвходы преобразовател . через боковые пороговые устройства подключены ко входам элемента совпадений, выход которого подключен к управл ющему входу дополнительного линейного пропускател , основной вход которого соединен с выходом повторител  напр жени , а выход через дискриминатор - с управл ющим упом нутого линейного пропускател ; выход генератора тока компенсации.конца измерени  подключи к накопительному конденсатору, причем пол рность его тока противоположна пол рности токов и у остальных двух генераторов. 2. Преобразователь врем -амплитуда по п.1, отличающийс  тем, что в боковые пороговые устройства ввод тс  дополнительные входы управлени  длительностью их выходных сигналов , причем выход дискриминатора подключен ко входам управлени  обоих боковых пороговых устройств по старт- и стоп-входам, а их выходы соответственно - к попарно соединенным входам управлени  остальных пороговых устройств по каждому входу, при этом собственна  длительHocjb выходного сигнала у бокового порогового устройства по старт-входу больше днапазона измерени  интервалов времени на величину максимальной длительности переднего фронта ш  входных стоп-сигналов, а у всех остальных пороговых устройств равна последней величине дл  входных сигналов по соответствующему входу преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 207263, КЛ.НОЗК13/10,1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 341159, кл. И 03 К 13/10,1970.