Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
§ 5.8. УЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ СЧЕТА В АМПЛИТУДНЫХ АНАЛИЗАТОРАХ
5.8.1. БЛОКИРОВКА ВХОДА НА ПОСТОЯННОЕ
И ПЕРЕМЕННОЕ ВРЕМЯ
Время, требующееся для сортировки импульса т, в любом амплитудном анализаторе складывается из времени измерения амплитудного значения tmм и времени регистрации трег регистрирующего устройства соответствующего канала:
^ = ^изм Н” ^per*
288
В зависимости от системы анализатора возможны различные соотношения между tviзм и Трег. В анализаторах с пороговыми дискриминаторами и индивидуальными регистраторами с малым временем разрешения, как правило, ^Кзм<тРег. В таких устройствах учет погрешностей счета следует вести поканально, пользуясь известным соотношением для регистрирующих устройств с постоянным мертвым временем (см. § 3.1)
По = —------. (5.10)
1 — Трег Ti
(В данном случае По — истинное число импульсов, поступающих в канал в течение 1 с; п — число отсчетов в 1 с в канале; Tper — время разрешения канального регистрирующего устройства.
Во многих системах анализаторов время измерения больше времени регистрации: ?Изм>трег. Это имеет место и в системах с пороговыми дискриминаторами, и в системах с преобразователями амплитуды в длительность (A-^t), причем в качестве регистраторов в них могут быть использованы как быстродействующие счетчики, так и ЗУ с произвольным выбором каналов. Как правило, в таких анализаторах предусматривается блокировка входа. Вход анализатора закрывается на время, необходимое для измерения и регистрации импульса. Анализатор имеет постоянное мертвое время Тпост, если каждый раз вход закрывается на время, требующееся для сортировки импульса максимальной амплитуды (рис. 5.24). Если же время блокировки складывается из времени преобразования амплитуды в длительность и времени регистрации, то имеет место переменное мертвое время Tnep• Блокировка последнего типа более удобна, так как суммарное мертвое время уменьшается и, следовательно, уменьшаются потери исследуемых импульсов.
Прежде чем перейти к вопросу о погрешностях счета в анализаторах с постоянным и переменным мертвым временем по входу, заметим, что блокировка в обоих случаях не.искажает формы спектра. Объясняется это тем, что факт блокировки входа анализатора в некоторый момент времени и появление в течение времени блокировки теряемого импульса являются независимыми событиями. Следовательно, вероятность потери импульсов определенных амплитуд 'пропорциональна вероятности наличия этих импульсов в исследуемом спектре.
Таким образом, блоки- Д-ровка входа анализатора BxodI[v ^Jp,gr/i/Г только уменьшает число г 1 + . I I .. T-
зарегистрированных им——
пульсов; форма получае- гпс мого спектра соответствует реальной. Следовательно, потеря импульсов в Ka- рис 5 24. Постоянное и переменное мертвое налах пропорциональна время анализатора
Ю Зак 1319
289
потере импульсов по входу. Истинное число импульсов, поступающих в канал анализатора с постоянным мертвым временем, может быть определено выражением, аналогичным (5.10),
і -4? • <5л1>
где Tbx — мертвое время анализатора по входу; п — число импульсов, зарегистрированных в канале в 1 с; —суммарное число импульсов в 1 с, зарегистрированных анализатором. Последняя величина может быть найдена суммированием показаний всех каналов или при помощи счетчика, регистрирующего общее число импульсов, «прошедших» в анализатор. Некоторые анализаторы снабжаются таким счетчиком.
Выражение (5.11) справедливо также и для систем с переменным мертвым временем тЭф, зависящим от формы спектра, точное значение тЭф определить трудно. Для грубой оценки потерь счета в случае равномерного спектра можно пользоваться значением ^? = 0,5 Твх.макс, где твх.макс—время измерения импульса макси-мальпой амплитуды.
5.8.2. ИЗМЕРЕНИЯ С ОТСЧЕТОМ ПО «ЖИВОМУ» ВРЕМЕНИ
Определение погрешностей счета в амплитудных анализаторах является очень трудоемким процессом. В системах с переменным мертвым временем точное определение погрешностей расчетным путем вообще невозможно. Между тем во многих исследованиях важно знать не только форму спектра, но и абсолютное значение интенсивности. Типичный пример — случай вычитания распределения фона из суммарного распределения эффект—фон, где необходимо точное знание ординат обеих кривых.
Указанных трудностей удается избежать, если в измерениях отсчет истинного времени заменить отсчетом живого времени. Живым временем называется разность между истинным временем измерения и суммарным мертвым временем, т. е. живое время Tm — это суммарное время ожидания, Tm = IlIom (см. рис. 5.24).
Идею отсчета по живому времени нетрудно уяснить, если в правой части выражения (5.11) числитель и знаменатель умножить на T — истинное время измерения:
«о = пТ/(Т — TbxW2T). (5.12)
Знаменатель полученного выражения и есть живое время
Tm = T-TbmNzT.
Действительно, Tnx Ws — суммарное мертвое время в 1 с, и, следовательно, TlixAZ2T — суммарное мертвое время за время измерения Т. Числитель выражения (5.12) определяет число отсчетов в канале за время Т. Эту величину обозначим п^т\ причем п^ = пТ. Таким образом, истинное число импульсов, поступающих в 1 с в канал, равно
