Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Одноканальний амплитудный анализатор. Для того чтобы в предыдущем эксперименте точно определить число импульсов амплитудами от 40 до 45 В, необходимо из числа импульсов амплитудой выше 40 В вычесть число импульсов амплитудами выше 45 В. Одноканальный амплитудный анализатор позволяет найти число таких импульсов непосредственно, без каких бы то ни было расчетов. Этот прибор состоит как бы из двух дискриминаторов, из которых один настраивается на нижний предел интересующего нас интервала амплитуд импуль-
Рис. 27. Результаты типичного эксперимента, проведенного с помощью дискриминатора импульсов
100
сов (в приведенном примере '^?'^??^/^"?"^
40 В), а второй — на верхний предел (45 В). Если на такой
прибор поступает импульс -?? и ^ ^
амплитудой ниже порога сра- *? V Ur; ^ Г батывания первого дискри- " '"У;^?^ минатора, то он, конечно, ff * ®Д *^ j
через прибор не пройдет. ~ ^ ~ —
Когда амплитуда импульса Рис. 28. Спектр импульсов, сня-окажется в пределах от 40 одноканальним амплитудным
по 45 В то он поойпет че- v™1*™™^™ Д™ условий экспери-ДО 4D В, то он пройдет че- мента? результаты которого приве-рез первый дискриминатор денынарис. 27 на выход из прибора и будет
зарегистрирован внешним счетным устройством. Если же амплитуда импульса окажется выше 45 В, то он пройдет и через второй дискриминатор, и тогда специальное устройство воспрепятствует выходу его из прибора. Таким образом, одно-канальный амплитудный анализатор позволяет регистрировать импульсы только в пределах узкого интервала амплитуд, называемого обычно каналом (отсюда и произошло название всего прибора). Поворачивая соответствующие ручки на панели анализатора, можно изменять ширину канала и его положение. Постепенно сдвигая канал, можно последовательно измерить число импульсов в разных интервалах амплитуд: например, сначала от 0 до 5 В, потом от 5 до 10 В и так далее (при этом каждое измерение проводится в течение одного и того же интервала, времени, скажем, 10 мин). Так можно проанализировать распределение всех приходящих импульсов по амплитудам. Это распределение (или, как его обычно называют, спектр импульсов) можно также изобразить графически. Спектр импульсов применительно к условиям предыдущего эксперимента приведен на рис. 28. Как видно, последний рисунок гораздо нагляднее предыдущего.
Многоканальный амшгатудный анализатор. Наиболее существенный недостаток одноканального амплитудного анализатора -чрезвычайно нерациональное использование поступающих от детектора импульсов: большинство из них, с амплитудами меньше и больше границ установленного канала, прибором не регистрируется, и, следовательно, все эти импульсы пропадают зря. При этом, желая более детально изучить спектр импульсов, экспериментатор будет стремиться уменьшить ширину канала, но тогда ему придется сделать больше отдельных замеров и
101
потерять больше времени. Так, для того чтобы измерить спектр импульсов в интервале от 1 до 100 В при ширине канала 1 В, необходимо произвести 100 замеров, имея дело каждый раз, грубо говоря, лишь с сотой долей общего числа поступающих от детектора импульсов. От такого расточительства свободен другой прибор, называемый многоканальным амплитудным анализатором импульсов.
Этот прибор представляет собой как бы набор одноканаль-ных анализаторов, настроенных каждый на свой канал и собранных в одном общем.блоке. При этом один канал регистрирует импульсы амплитудами, например, от 1 до 2 В, второй — от 2 до З В и т. д. При работе с таким прибором потерь импульсов практически нет — каждый приходящий импульс регистрируется соответствующим каналом. Таким образом, для снятия спектра импульсов требуется только одно измерение; в результате время эксперимента сокращается в десятки или даже сотни раз и одновременно возрастает надежность получаемых результатов, так как весь спектр снимается в одних и тех же условиях, а за время многократных переключений одноканального анализатора что-то может измениться и спектр окажется искаженным.
Современные многоканальные анализаторы имеют сотни и даже тысячи каналов. Это сложные приборы с большим числом электронных ламп, полупроводниковых элементов и других деталей. Каждый зарегистрированный импульс "запоминается" особой системой (например, намагничиванием феррито-вого колечка), причем многие системы "памяти" сохраняют накопленную информацию даже при полном отключении прибора от сети. После окончания измерения данные выводятся из анализатора или в виде светящейся кривой на экране телевизионной трубки, или в виде таблицы цифр, отпечатанных на бумажной ленте автоматическим механизмом типа телеграфного аппарата, или в виде графика спектра импульсов, вычерченного на бумаге пером самопишущего прибора, или, наконец, в виде особого импульсного кода, передаваемого по проводам прямо на электронную вычислительную машину для дальнейшей обработки.
Схема совпадений. Прибор с двумя входами и одним выходом, регистрирующий только такие события, при которых на оба входа импульсы приходят строго одновременно, т. е. совпадают во времени, называется схемой совпадений. Если импульс приходит только на один из входов, то такое событие не регистрируется. Точность работы схем совпадений поистине уди-
