Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
той с постоянной времени T
(пос-
тоянная
времени
высвечивания
сцинтиллятора), то сигнал на выходе определяется выражением
Рис. 4.7. Применение насыщенного усили-
теля для
импульса: де и
BX
выходе
«растягивания» Uti, и U
вых
усилителя
нижнеи части сигналы на вхо-соответственно
t
t
Sx
и
макс
и
пор
Дискриминатор нуля
Сигнал привязки.
ф 4
Рио. 4.8.
Схема
временной
привязки с двойным дифференцированием сигнала (а) и временные диаграммы (б)
203
Ut=K
т
2
Tх) ехр (
_t_
T
) + (Т
С
T2) ехр
Jf
T
+
1
+ (Tl
Tc) ехр
t
T
2
і
!
(4.1)
где
К
U
макс
СTi
T1T
2
Tc) (Т
T2) (T2
T1)
(4.2)
Выходной сигнал получается двуполярным (см. рис. 4.8,6) и про-
ходит через нуль (t/2 = 0) в момент t = l3 видно, что t3 зависит только от Tcy T2 и Ti
Из
выражения (4.1)
и не зависит от амплитуды входного сигнала. Таким образом, момент перехода через нуль выходного импульса является стабильным параметром. Получаемый при двойном дифференцировании двуполярный импульс подается на дискриминатор Шмитта (см. § 5.1), отрегулированный так, что порог отпускания <УПор.о совпадает с нулевой линией. Дискриминатор возвращается в исходное состояние при прохождении сигнала через нуль. Из импульса дискриминатора формируется сигнал привязки.
В методе, основанном на дифференцировании сигнала, привяз-
ле-
ка осуществляется фактически к вершине исходного импульса і тектора. В этой области наиболее сильно проявляются статистические флуктуации (см. разд. 4.2.1).
Лучшие результаты в этом плане дает метод, основанный на привязке к переднему фронту, и в котором корректируется амплитудный разброс (метод следящего порога).
Существуют разные варианты этого метода. Для импульсов микросекундного диапазона могут быть применены схемы, в ко-
торых чувствительность дискриминатора регулируется амплитудои самого сигнала и срабатывание наступает в момент достижения сигналом определенного амплитудного значения. Порог срабатывания устанавливается обратно пропорционально амплитуде сигнала, поэтому момент срабатывания дискриминатора не зависит от амплитуды сигнала.
Более универсальны схемы со следящим порогом, у которых порог дискриминатора фиксируется, а импульс детектора проходит специальную обработку. Идея метода поясняется схемой и временными диаграммами, приведенными на рис. 4.9. Поступающие на вход схемы привязки сигналы разветвляются по двум направлениям. В одной ветви сигнал проходит через линию задержки, которая задерживает сигнал на время t3y равное или несколько больше
переднего фронта импульса tH
) •
Во второй ветви сигнал
инвертируется и ослабляется в f раз. Задержанный и инвертированный сигналы поступают на схему суммирования. Из временных диаграмм видно, что задержанные сигналы с амплитудами А\ и A2 «насаживаются» на вершины инвертированных импульсов соответственно с амплитудами fA\ и fA2. Сформированные таким образом сигналы пересекают нулевую линию в одной точке.
204
лз
и вх. зд
Инвертор
U$xk Al
Суммирую
щая схема
Выход
fU,
вх
U,
вых.сум
и
вх зд
а)
Делитель
Рис. 4.9. Схема временной привязки со следящим порогом (а) и временные диаграммы (б)
U
вых
С выхода суммирующей схемы сформированный сигнал поступает im дискриминатор, срабатывающий в момент пересечения нули. Выходной сигнал формирователя пе зависит от амплитуды входных импульсов и задержан относительно начала линейно нарастающего сигнала на время
^вых = “f" Hн*
Имеются и другие варианты формирователей со следящим порогом. В частности, в формирователях на интегральных схемах иногда производится предварительная амплитудная дискриминация импульсов, что снижает загрузку малыми сигналами, для которых не обеспечивается хорошая точность временной привязки.
В устройствах временной привязки некоторое распространение получил также «метод контура», в котором используется фиксация положения на оси времени центра тяжести входного импульса. Для импульсов одинаковой формы положение центра тяжести не зависит от амплитуды. Импульс детектора i(t) подается на входной каскад, нагруженный на LC-контур с собственной резонансной частотой со. В том случае, когда период вынужденных колебаний контура значительно превышает длительность импульса тока i(t), фаза колебаний определяется выражением
OO
Q= of ti(t)dt, (4.3)
О
т. е. фаза снимаемого с контура напряжения определяется положением центра тяжести импульса детектора и, следовательно, для импульсов одинаковой формы не зависит от амплитуды. К контуру подключается фазочувствительная схема, срабатывающая в момент, соответствующий определенной фазе колебаний. Снимаемый с выхода этой схемы сигнал используется для временной привязки.
205
§ 4.3. МЕТОД СОВПАДЕНИИ И АНТИСОВПАДЕНИЙ
4.3.1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СХЕМ СОВПАДЕНИЙ И АНТИСОВПАДЕНИЙ!
/
/
Метод совпадений и антисовпадений — один ці важнейших экспериментальных методов ядерной физики и физики элементарных частиц. Он позволяет регистрировать частицй и кванты с заданной между ними корреляцией в пространстве и во времени.
