Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Следует заметить, что наложения могут искажать результаты и в случае усиления импульсов больших амплитуд, возникающих на фоне импульсов малых амплитуд. Например, это наблюдают при измерении спектра деления, когда через усилитель проходят сигналы осколков в присутствии большого числа импульсов а-час-тиц. Возникающие из-за наложений искажения спектров в простых случаях можно оценить и скорректировать расчетным путем. При измерении сложных спектров учитывать эти искажения трудно, лучше применять схемы режекции наложений.
Сформированные усилителем сигналы детектора имеют, как правило, сравнительно крутой фронт и пологий спад (см. импульс А на рис. 2.43,а). При амплитудных измерениях у этих сигналов используется часть, примыкающая к вершине_ импульса, которую можно назвать полезной частью сигнала ^пол-
Наложение последующих сигналов возможно на любую часть импульса. Естественно, что вероятность наложений на спад будет выше, поскольку длительность спада больше полезной части tuол.
Выход усилителя
После
ЛЗ
Блокиоовка,
Рис. 2.43. Временные диаграммы, поясняющие отсекание наложенных импульсов (а); в устройстве режекции наложений (б):
1 — усилитель; 2 — схема определения наложений на спад; 3 — схема определения наложении па полезную часть; 4 — схема пропускания
104
Рассматривая приведенные на рис. 2.43,а наиболее характерные случаи появления одиночного импульса (A)1 наложения на ,спад (B1 С) и наложения на полезную часть (D9 Е), видим, что правильно может быть измерена амплитуда у импульсов А к В. Импульс С начинается не от базовой линии, так как он наложен на спад импульса B1 следовательно, его амплитуда будет измерена неверно. Импульсы D и E так наложились, что их амплитудные значения фактически нельзя измерить. Поэтому схемами режекции наложений импульс C1 а также DkE должны быть отсечены.
Для определения импульсов, наложенных на спад и на полезную часть, обычно используют разные методы. Поскольку вначале надо установить факт наложений и только после этого исключать искаженные сигналы, импульсы с выхода усилителя обычно подают на линию задержки ЛЗ, после которой отсекают искаженные сигналы. Структурная схема такого устройства показана на рис. 2.43,6. На выходе линии задержки стоит схема пропускания, которая управляется блокирующими импульсами, поступающими от схем определения наложений на спад и на полезную часть импульса. На рис. 2.43,а показаны импульсы на выходе линии задержки и блокирующие импульсы.
2.6.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЛОЖЕНИЙ НА СПАД СИГНАЛА
Для определения наложений на спад сигнала можно применить схемы, следящие за уровнем сигнала. В частности, такими свойствами обладает дискриминатор на триггере Шмитта. Он сра-баты'вает и возвращается в исходное состояние почти при одинаковых уровнях сигнала на входе (см. § 5.2). При использовании таких схем встречаются некоторые трудности в том случае, если сигнал меняет полярность. При экспоненциальном спаде сигнала четкость работы дискриминатора ухудшается из-за уменьшения крутизны.
Чаще применяется способ, в котором исходные наложенные сигналы вначале дифференцируются и через логарифмический усилитель поступают на генератор пилообразных колебаний, к выходу которого подключен дискриминатор (рис. 2.44). Логарифмический усилитель вводят в схему для того, чтобы длительности пилообразного,
Рис. 2.44. Определение наложений на спад сигнала: а — временные диаграммы; б — структурная схема устройства; I — дифференцирующая схема; II — логарифмический усилитель; III — генератор пилообразного напряжения; IV — дискриминатор
а)
Ж
Ti
ж
105
а следовательно, и блокирующего импульсов были близки к длительности наложенных экспоненциальных сигналов. В правильности такого преобразования нетрудно убедиться на примере сигналов, сформированных простым CR—^С-фильтром. В соответствии с табл. 2.1 такие сигналы описываются выражением
U(() = um-Lе~^,
T
где Um— амплитудное значение сигнала; т — постоянная времени формирующей цепи.
Приравнивая U (t) к его мгновенному минимальному значению Umhп, которым определяется фактическая длительность импульса
tvLy
t
^МИІІ Um в х а T
после логарифмирования получим
A' + InA = In Jim-JrI.
T T ^мин
Учитывая, что в интересующем нас диапазоне tjx> 1, найдем приближенно
тА + іп -^y
\ U мин /
Это выражение показывает, что необходимое время блокировки должно находиться в логарифмической зависимости от амплитуды исследуемого импульса. Подобный характер имеет зависимость длительности от амплитуды и для других /?С-фильтров.
Сформированные схемоц определения наложений на спад импульсы блокировки (/б) управляют схемой пропускания (рис.
2.43,6), на которую поступают с задержкой (ЛЗ) обрабатываемые сигналы.
2.6.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЛОЖЕНИЙ НА ПОЛЕЗНУЮ ЧАСТЬ СИГНАЛА
Определение наложенных импульсов, представляющих собой сумму двух сигналов, у которых фронт одного сигнала совпадает с полезной частью другого, представляет более сложную задачу. Это вызвано тем, что такие импульсы мало отличаются от одиночных сигналов. Способы определения таких наложенных сигналов часто основываются на том, что момент перехода через нуль продифференцированного одиночного сигнала не зависит от его амплитуды и удален па постоянную величину t0 (рис. 2.45,а), в то время как такой же переход у наложенного сигнала происходит позже в момент iu>to.
