Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
, / ^имп \
1 — exp I —---I
P = ( —---l)------------f-----%к/ (4.14)
я-- * V / , I *имп *имп \
'-“П—
Анализ этого выражения показывает, что в том случае, когда длительность импульсов /имп значительно меньше тт и, следовательно, меньше Тк, коэффициент отбора близок к единице, т. е. схема перестает «различать» совпадения. Для двухканальной схемы коэффициент отбора имеет приемлемое значение (р ^ 5^-6), при длительности ВХОДНЫХ импульсов /Имп~3тт. Поэтому разрешение такой схемы можно считать равным т^ЗгСп.
С увеличением числа каналов разрешение падает. Так, для. пятиканальной схемы оно примерно равно 6гСп.
Параметры схемы Росси в большой степени зависят от типа активного элемента. Ее надо выполнять на высокочастотных транзисторах и применять меры для предотвращения насыщения.
Схема Гарвина. Эта схема сначала была предложена для повышения разрешения схемы Росси. Идея схемы состоит в том, чта параллельно общей анодной или коллекторной нагрузке вводится' нелинейный элемент — диод. В результате увеличивается разность между сигналами полных и частичных совпадений, а следователь» но, увеличивается коэффициент отбора и уменьшается время разрешения.
Рассмотрим вариант схемы Гарвина, у которой триоды выполнены по схеме с общей базой, обладающей лучшими частотными свойствами, чем основная схема с общим эмиттером (рис. 4.12,а) (элемент отбора совпадений на схеме ограничен пунктиром).. Левая часть схемы служит для ограничения и формирования импульсов ФЭУ. На рис. 4.12,а показан только один формирователь-ограничитель. Он выполнен также по схеме с общей базой. В его» коллектор введен укорачивающий отрезок линии. В исходном состоянии триод Tk проводит поступающий на эмиттер с анода ФЭУ отрицательный импульс, запирает триод, и в его коллекторе формируется укороченный импульс. Этот импульс через соединительный кабель JI32 подается на один из входов элемента отбора совпадений. Триоды Т\9 T2, ..., Tny стоящие в каналах элемента отбора «оипадений, в исходном состоянии проводят (для этого на базы нодлно смещение 0,4 В), и через каждый из них в общую коллек-юрмую цепь поступает ток I (4 мА).
Коллекторная цепь состоит из сопротивления нагрузки Rk иг фиксирующего диода Д\. Потенциал катода фиксирующего диода
211
Рис. 4.12. Схема Гарвина на каскадах с общей базой (а) и характеристика фиксирующего диода (б)
Дх и значение Rk выбирают такими, что через диод течет ток (п—1) /, а через Rk — ток /. При частичных совпадениях, т. е. при одновременном поступлении сигналов на часть каналов, ток через фиксирующий диод уменьшается, однако заметного изменения потенциала на выходе не наблюдается, так как диод проводит (рис.
4.12,6). Только при полном совпадении, когда суммарный ток равен нулю, прекращается ток через диод и потенциал точки 0 начинает понижаться до —E (—9 В). Дискриминация и затягивание импульсов совпадений осуществляются диодом Д2. Время разрешения рассмотренной схемы достигает 10~9 с.
Схемы совпадений, основанные на умножении. В транзисторном варианте эти схемы составляют из нескольких последовательно включенных транзисторов (рис. 4.13). В исходном состоянии все
- транзисторы заперты, поскольку потен-т 0 * циал баз относительно эмиттеров отри-
цателен. На выходе схемы возникает сигнал только при одновременном открывании всех транзисторов.
При работе транзисторов в режиме насыщения время разрешения невелико и имеет неопределенное значение. Объясняется это тем, что после перевода входными импульсами транзисторов в насыщенный режим требуется значительное время для рассасывания неосновных носителей. Возможен, например, такой случай. Вначале поступил сигнал только на первый вход. Естественно, что при этом на выходе сигнала нет, так как остальные транзисторы заперты. Одна-
Bxod J
Выход
Рис. 4.13. Транзисторная схема совпадений последовательного типа
212
Hxodl
“Г
IAV
Выход
Ф Cn
I I I
Az
Вход 2
1
Sx
aJ
Ir
Вході tu
I =S5 t
Bxodz
исг t
Выход
.* ч E -L . t «Г И"-0
_ и I2'
Рис. 4.14. Диодная схема совпадений (а) и временные диаграммы (6)
ко при одновременном поступлении через некоторое время сигналов на два других входа возникает сигнал совпадений. Такое положение объясняется тем, что не успели рассосаться неосновные носители, вызванные сигналом, поступившим до этого на первый вход.
Для получения от рассмотренной схемы времени разрешения порядка долей микросекунды следует применять высокочастотные транзисторы и обеспечить режим их работы в активной области.
Схемы совпадений, основанные на выборе меньшего. В схемах совпадений, основанных на выборе меньшего из совпадающих сигналов, выходной сигнал пропорционален меньшему из входных сигналов. Из схем этого типа наибольшее распространение получили диодные схемы совпадений.
Рассмотрим двухканальную диодную схему, рассчитанную на отрицательные входные импульсы (рис. 4.14,а). Катоды диодов Дх и Д2 соединены параллельно и подключены к общей нагрузке Rk. Последовательно с диодами включены резисторы с небольшим сопротивлением Rbx; на них подают входные сигналы. Сопротивление нагрузки Rk выбирают значительно больше прямого сопротивления диода гд и входного сопротивления Rbx [Rk^ (Rbx +Гд)]. Поэтому в исходном состоянии отбираемый от источника напряжения E ток в основном определяется Rk и потенциал точки О близок к потенциалу земли. При поступлении на один из входов отрицательного импульса запирается подключенный к этому входу диод, но второй продолжает проводить, поэтому потенциал точки
