Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
119
3.1.2. РАЗРЕШАЮЩЕЕ ВРЕМЯ И ПОГРЕШНОСТИ СЧЕТА ПРОСТЫХ РЕГИСТРАТОРОВ
На регистрирующие устройства информация поступает в виде электрических импульсов или кодов определенных параметров событий. Исследуемые события, как правило, распределены во времени статистически, поэтому импульсы или коды поступают на регистрирующие устройства также по случайному закону. В качестве примера на рис. 3.1 ,а показана простейшая установка, состоящая из детектора Д, усилителя У и регистрирующего устройства P У. Поступающие для регистрации сигналы распределены по случайному закону (рис. 3.1,6).
Любому регистрирующему устройству необходимо некоторое время т, чтобы зарегистрировать событие и «подготовиться» к приему нового, поэтому всегда есть вероятность того, что часть событий будет потеряна. В этом можно убедиться, анализируя закон распределения интервалов между статистически распределенными импульсами (см. § 2.1). Время % называют временем разрешения (разрешающим временем) или мертвым временем; оно определяется как минимальный интервал времени, после которого возможна новая регистрация.
Время разрешения — очень важный параметр счетных устройств и в итоге определяет потерю информации. Кроме того, время разрешения может иметь разный характер, например зависеть от загрузки, поэтому его следует рассматривать для конкретных регистрирующих устройств.
Влияние времени разрешения на погрешности счета рассмотрим на примере простых регистраторов, в состав которых не входят электронные счетчики или пересчетные схемы. Простые регистраторы обычно комплектуются механическими счетчиками.
Механический счетчик — электромеханическое устройство, состоящее из электромагнита с сердечником, к которому во время протекания по обмотке тока притягивается якорь. Последний входит в зацепление с зубчатым колесомv поворачивающимся на определенный угол. Зубчатое колесо связано с несколькими шестернями, на осях которых закреплены стрелки. По шкалам ведется} отсчет единиц, десятков, сотен и тысяч зарегистрированных импульсов. Иногда применяют другие конструкции механических счетчиков.
Для управления механическим счетчиком требуется импульс тока определенной величины и длительности. Если обмотки электромагнита рассчитаны на
РУ
л к кк____Ll___L
> I1 I1
t
Рис. 3.1. Простейшая регистрирующая установка (а) и временные диаграммы (б) к рассмотрению разрешающего времени регистрирующего устройства
120
і‘не. ;i L\ Управляющая схема для ме-мінп'иского регистратора:
/ ирсмя ыдшощая схема; 2 — усилитель тки. ./ -- мсханнческнй регистратор
J4-N-
управление от транзисторных схем, то необходим ток порядка нескольких ампер. Длительность импульсов тока определяется значительной инерционностью деталей механизма и составляет несколько миллисекунд.
Управляющие схемы для механических регистраторов обычно состоят из двух частей: первая — времязадающая часть — вырабатывает импульс определенной длительности т, вторая — является усилителем тока (рис. 3.2). В качестве вдемязадающего генератора обычно используют схему одновибратора; усилитель тока выполняют на достаточно сильноточном транзисторе. Схема иремязадающего генератора рассчитана на минимальное время восстановления, что важно для получения хорошего разрешения всего регистрирующего устройства.
Разрешающее время управляющей электронной схемы и разрешающее время механического счетчика различны. В зависимости от соотношения между и ими временами погрешности счета имеют разный характер.
Система с постоянным временем разрешения. Время разрешения управляющей схемы т, как правило, больше времени разрешения механического регистратора тр.
Эго условие легко выполнить в схемах с времязадающим генератором. В'ыбор такого соотношения позволяет исключить из рассмотрения времени разрешения регистратора тр, которое, как далее будет показано, может увеличиваться с ростом частоты поступающих сигналов. В данном случае время разрешения т всей сип гм ы постоянно. Такую систему называют системой первого рода пли спстсмоп с постоянным временем разрешения. Определим нстнппос число импульсов по, поступивших в единицу времени, в функции от числа зарегистрированных за то же время импульсов п.
На рис. 3.3 иа верхней оси времени отложены сигналы, поступающие на управляющую схему; на двух других показано время разрешения регистрирующей схемы т и регистратора тр. Сигналы, поступающие в то время, когда схема нечувствительна, будут Просчитаны. Схема не будет чувствительна в течение пху и за это ирсмя не будет сосчитано птпо импульсов. Так как полное число импульсов, поступивших на иход, равно сумме сосчитанных її !!('сосчитанных ,импульсов, то можно записать щ = п+пхпо. і > reIOда
На входе
-Ф—
He сосчитан
—N-
V
Ґ"..г I
1 1 ! -UJ L
Рис. 3.3. Временные диаграммы (к рассмотрению системы с постоянным разрешающим временем)
121
или
п, =--------. (3.2)
0 (1-пт) V '
Выражение (3.1) показывает, что с ростом числа импульсов на входе просчеты увеличиваются: при достаточно большом числе входных импульсов наступает «насыщение» — регистратор считает постоянное число импульсов в секунду 1/т.
