Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
На практике удобно пользоваться величиной относительных просчетов
Г\ = {п0 — п)/п. (3.3)
Используя выражение (3.1), можно записать
Г)^п0т. (3.4)
В простых регистрирующих устройствах, не содержащих пересчетных схем, практически всегда необходимо учитывать просчеты, так как время разрешения механического регистратора T1, велико и соответственно время разрешения управляющей схемы т приходится выбирать не менее 10~2 с. Поэтому просчеты более 1 % наступают уже при поступлении на вход нескольких импульсов в 1 с. Для правильного введения поправок необходимо с достаточной точностью знать величину т. Она может быть определена электронным способом, например при помощи генератора сдвоенных импульсов.
Система с продлевающимся временем разрешения. Наряду с рассмотренной системой с постоянным временем разрешения возможна система второго рода, так называемая система с продлевающимся временем разрешения, когда т<тр. В этом случае в обмотку электромагнита регистратора может поступить импульс тока до того, как якорь вернется в исходное положение (рис. 3.4), поэтому происходит как бы продление времени разрешения регистратора, а следовательно, и времени разрешения всей системы в целом. При достаточно большой частоте поступления импульсов якорь регистратора просто «прилипает» к электромагниту и счет прекращается. Определим, сколько импульсов в единицу времени будет сосчитывать система с продлевающимся временем разрешения, если на вход поступает за то же время п0 импульсов. Вероятность того, что произошел отсчет в некотором малом интервале dt, равна ndt. В интервал тр, предшествующий dt, не должно поступить ни одного импульса. Вероятность последнего события находят по закону Пуассона, она равна ехр(—ятр), поэтому можно
записать
г/е сосчитан
Г?—
(Li
ndt = {n0dt) exp (— ПоТр),
или
Продленное ґр
Рис. 3.4. Временные диаграммы к рассмотрению системы с продлевающимся разрешающим временем
122
п~п0 ехр (—п0Tp). (3.5)
Зависимость (3.5) для системы с продлевающимся временем разрешения имеет максимум при /г0 = 1 /тгр, а при достаточно боль-
Ріп-, .'і.5. Универсальные счетные характерне] 11 к 11:
/ для системы с продлевающимся временем |НП)НЧІ1ЄІІИЯ; 2— для системы с постоянным временем разрешения; 3— для идеальной системы *' променем разрешения, равным нулю
О 0,8 1,6 2,4 H0T
том п система, как уже указывалось, перестает считать. Время разрешения регистратора тр можно определить экспериментально. Для этого источник радиации приближают к детектору до получения максимальных отсчетов. Для сравнения систем с постоянным н продлевающимся временем разрешения на рис. 3.5 приведены универсальные счетные характеристики nx = f (по%).
Чтобы уменьшить погрешности счета, перед простыми регистраторами с механическими счетчиками включают электронные редукторы пересчстиыс схемы. Погрешности счета этих устройств буду 1 рассмотрены і» дальнейшем.
§ 3.2. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
3.2.1. ФУНКЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В регистрирующих устройствах и других цифровых приборах ядерной электроники, так же как и в вычислительной технике, представление данных и их обработку ведут в основном в двоичной системе. Двоичные сигналы принимают только два значения: 1 или
0. Эти особые двоичные переменные обычно обозначают буквами. Например, 1 обозначают X, а О — Xy причем X называется инверсной переменной (инверсией) X или ее отрицанием. В электронных приборах двоичным переменным обычно присваиваются разные уровни_потенциала. На рис. 3.6,а единице присвоен потенциал Xj а О — X. (Заметим, что двоичным переменным часто присваивают значения и других физических величин, например направление намагниченности, фазу высокочастотных колебаний и т. д.) Элект-роннная цифровая система обрабатывает поступающую на нее информацию (рис. 3.6,6). На входы системы поступают двоичные переменные Xu X2y Xny в зависимости от их значений и параметров самой системы с ее выхода снимается величина Y = ф (Х\, X2y
Х(1)
X(Q)
X1.
X2-
Xp-
Ч)
У =CP (XuX2f^Xn)
1*и< .К). Уровни потенциала, соответствующие логическим переменным О и 1
(»<) и цифровая система с п входами и одним выходом (б)
123
____-f Xn). Сложные цифровые систе-
(1)Х . V- мы удобно рассматривать состоя-I Ш- щими из более простых логических элементов и их комбинаций. Анализ таких систем и их оптимизация ведутся методами булевой алгебры. Логические элементы и сложные цифровые системы из них, выполненные в виде интегральных схем, широко используют в современной ядерной электронике. Сначала рассмотрим функции основных логических элементов, затем — особенности соответствующих интегральных схем.
При рассмотрении логических элементов и систем удобно пользоваться таблицами истинности. В левой части такой таблицы приводятся все возможные комбинации входных переменных, в правой— соответствующие им состояния выходной величины. Рассмотрим свойства основных логических элементов.
Схема HE, или инвертор, выполняет простейшую_логическук> функцию — отрицание, которая записывается как Y=X. Ее условное изображение приведено на рис. 3.7,а. Схема HE одновходовая; если на ее входе 0, то на выходе 1; если на входе 1, то на выходе