Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотренная схема рассчитана на съем информации с одного плоского электрода камеры. При считывании с нескольких плоских электродов аналогичная схема подключается к каждой линии задержки и опрос производится одновременно параллельно. Такое устройство обладает высоким быстродействием, но требует большого объема оборудования. Проще системы последовательного типа, в которых линии включены через дополнительные задержки друг за другом и измеряемые интервалы кодируются одной схемой заполнения. Естественно, что время здесь будет увеличиваться пропорционально числу линий. Поэтому иногда применяют комбинированные параллельно-последовательные схемы. В системах считывания широко используют также специальные интегральные схемы и быстрые сдвиговые регистры для промежуточного запоминания информации.
На точность определения координат в искровых камерах с маг-нитострикционными линиями заметное влияние оказывают колебания температуры, приводящие к изменению скорости распространения звуковой волны в линиях. Поэтому в камерах на фиксированном расстоянии устанавливают специальные реперные проволочки, к которым прикладывается высоковольтный импульс. По получаемым реперным сигналам производится корректировка измеряемых интервалов, а следовательно, и масштаба координат.
8.3.3. СЪЕМ ИНФОРМАЦИИ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ
И ДРЕЙФОВЫХ КАМЕР
Проволочные пропорциональные и дрейфовые камеры в отличие от искровых камер имеют на несколько порядков меньший сигнал, что в значительной степени определяет методы съема информации, основанные на применении чувствительных усилителей и кодирующих устройств.
Пропорциональную камеру изготавливают из проволочек, расположенных в трех параллельных плоскостях (рис. 8.19,а) и образующих катод и сигнальные электроды. При определенных геометрических соотношениях силовые линии электрического поля в камере имеют такую структуру, что каждая сигнальная проволочка работает как независимый пропорциональный счетчик. Его чувствительный объем ограничивается половиной расстояния между двумя соседними проволочками. При этом достигается простран-
378
Рис. 8.19. Считывание координат с проволочной пропорциональной камеры с помощью электромагнитной линии задержки
ственное разрешение около 0,6 мм. Проволочная пропорциональная камера имеет также высокое временное разрешение (около 50 не) и небольшое мертвое время (около 1 мкс). Считывание информации можно вести как с сигнальных анодных электродов, так и с катодных нитей. Применяют два типа считывающих систем: дискретные и аналоговые.
В системах дискретного типа каждый сигнальный электрод подключают к регистрирующему каналу, состоящему из усилителя, формирователей и ряда логических элементов, включающих элемент памяти. При регистрации частицы представляющие интерес сигналы запоминаются; затем они считываются и передаются в кодировщик номера нити. Дискретные системы считывания обладают высоким быстродействием, они практически без задержки могут выдать коды координат частицы. Серьезный недостаток— большой объем оборудования, связанный с необходимостью иметь регистрирующий тракт для каждой сигнальной нити. Элементы таких систем выполняют обычно па интегральных схемах.
Болес экономичны системы аналогового типа. Они основаны на трансформации номера нити камеры в интервал времени или в амплитуду импульса, которые затем преобразуют в код.
Считывание часто ведется при помощи электромагнитной линии задержки (рис. 8.19,6). Нити камеры подключаются непосредственно к звеньям линии с сосредоточенными параметрами. Возникающий в момент регистрации частицы сигнал распространяется к обоим концам линии. По разности моментов появления сигналов на выходах усилителей определяют координату частицы. При аналоговом съеме при помощи электромагнитной линии применяются всего два усилителя и время-амплитудный преобразователь, что заметно упрощает систему, но при этом значительно ухудшается быстродействие.
В работе с проволочными пропорциональными камерами применяют также методы считывания координат, основанные на измерении времени нарастания сигнала и делении тока сигнала в резистивной цепи. Аналогичные методы были рассмотрены в разделах, посвященных координатно-чувствительным детекторам.
13* 379
-и
Частица. _
.4
Ионизированный, след Ns^
СигнальныйУ электрод
> Проволочкиг формирующие электрическое поле
Пропорциональный.
счетчик
4”
ч
. Дрейфовый объем
.С. •А
"Пропорциональные камеры
Рис. 8.20. Структура дрейфовых камер: проволочной (а) и с временной проекцией (б)
Принцип действия проволочной дрейфовой камеры поясняется рис. 8.20, а. В ней образованные частицей электроны дрейфуют с постоянной скоростью V в однородном электрическом поле в направлении сигнальной анодной проволочки А пропорционального счетчика. На нагрузке, включенной в цепь сигнальной проволочки, возникает сигнал. Для определения координаты частицы необходимо знать время между моментами регистрации частицы и появления сигнала, а также номер сигнальной проволочки, на которой этот сигнал образуется.
