Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
102
вительна. Для некоторых из них импульсы, задержанные один относительно другого всего на 10"10 с, уже не являются совпадающими! У некоторых схем совпадении имеется не два, а три и большее число входов. Такие системы регистрируют случаи, когда импульсы приходят одновременно на все входы или на заданное число входов (например, на любые два входа из трех). У схем совпадений есть две близкие родственницы.
Схема антисовпадений регистрирует только такие случаи, когда импульсы приходят порознь на ее входы, и не регистрирует случаи одновременного прихода импульсов на все входы, т. е. ее действие противоположно работе обычной схемы совпадений.
Схема запаздывающих совпадений регистрирует события, при которых второй импульс приходит через заданное время после первого. С помощью ручек управления можно изменять задержку и интервал времени, в пределах которого второй импульс может быть зарегистрирован. Таким образом, схема запаздывающих совпадений очень похожа на одноканальный амплитудный анализатор, только положение и ширина канала здесь выражаются не в вольтах, а в долях секунды. И недостатки у обеих систем одинаковы: для того чтобы с помощью схемы запаздывающих совпадений изучить распределение импульсов во времени, приходится производить десятки или сотни последовательных измерений с различными временами запаздывания.
Многоканальный временной анализатор. Этот прибор по отношению к схеме запаздывающих совпадений занимает примерно такое же место, как многоканальный амплитудный анализатор по отношению к одноканальному. Каждый канал временного анализатора регистрирует импульсы, пришедшие на его вход через определенное время после импульса, задающего начало отсчета. Число каналов в'современных приборах данного типа достигает нескольких тысяч, а ширина каждого канала может составлять доли микросекунды. Вывод данных из временного анализатора осуществляется так же, как и из амплитудного, т. е. автоматически. Да иначе с подобными приборами и нельзя было бы работать. В самом деле, если бы число импульсов, зарегистрированных каждым каналом анализатора, отмечалось механическим счетчиком, то на списывание одного показания экспериментатор тратил бы около 5 с. А для того чтобы списать показания со всех каналов 16 ООО-канального анализатора, пришлось бы затратить около 22 ч напряженного труда! И сколько ошибок при этом можно сделать! Таким образом,
103
Рис. 29. 'Трехмерное" изображение сложного спектра импульсов
автоматический вывод результатов — это не роскошь, а жизненная необходимость.
Особенно большое число каналов имеют так называемые многомерные анализаторы. Они позволяют, например, измерять распределения импульсов по времени и одновременно для каждого временного канала измерять распределение поступивших в него импульсов по амплитудам. Результаты такого эксперимента удобно представлять в воде трехмерного изображения: по оси х откладывать время поступления импульса t, по оси у — амплитуду импульса а, а по оси z - число зарегистрированных импульсов с данными t и а. Получающиеся картинки напоминают горные рельефы с пиками, хребтами, ущельями и равнинами. Существуют приборы, позволяющие получать такие картинки на телевизионном экране или с помощью самописца прямо на листе бумаги (рис. 29). Легко сообразить, что если мы хотим иметь по обеим осям X и у по 256 каналов, то общее число каналов у такого анализатора
104
Рис. 30. Устройство электронно-лучевой трубки (пояснения в тексте)
должно быть 256-256 = 65 536; при этом каждый канал должен быть способен зарегистрировать несколько тысяч импульсов.
Электронный осциллограф. По виду этот прибор очень похож на обычный телевизор, только экран у него поменьше и ручек управления побольше. Основной его деталью является электронно-лучевая трубка, похожая на кинескоп телевизора (рис. 30). В задней части трубки находится электронная пушка I9 создающая тонкий пучок электронов. Этот пучок проходит через две пары отклоняющих пластин 2 и 5 и попадает на экран 4, где под его воздействием возникает светящаяся точка. Если на отклоняющиеся пластины трубки не поданы никакие сигналы, то точка стоит на одном месте на середине экрана. Если же начать изменять напряжение между отклоняющимися пластинами, то электроны в пучке будут смещаться, в результате чего светящаяся точка на экране придет в движение.
К вертикальным пластинам осциллографа 3 подключается обычно специальный генератор. С его помощью напряжение между пластинами сначала плавно увеличивается от -С/ до +?/, затем резко уменьшается опять до -U и т. д. Пока напряжение плавно возрастает, светящаяся точка сдвигается от левого края экрана к правому, затем она резко перескакивает обратно в крайнее левое положение и аналогичным образом продолжает свое движение дальше в такт с изменениями напряжения между отклоняющими пластинами трубки. При этом в каждое положение относительно левого края экрана светящаяся точка приходит через определенное время после начала движения. Пусть, например, напряжение от -U до +t/ увеличивается за 100 мкс. Это означает, что светящаяся точка пройдет весь экран слева направо тоже за 100 мкс. Если длина
