Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Фазовые схемы совпадений. Идеальная схема совпадений долж-на отвечать только на фазовые соотношения сигналов, и на ее работу не должны влиять длительность и амплитуда входных импульсов. Фазовые схемы совпадений в значительной степени удовлетворяют этим требованиям. Обычно это схемы дифференциального типа. В них используются два элемента отбора совпадений, между входами которых вводится задержка (рис. 4.16,а).
Выходные сигналы элементов отбора здесь имеют равную величину только при совпадении входных импульсов. Интервал времени, в котором наблюдается это равенство, меньше длительности входных импульсов. Поэтому схема имеет разрешающее время меньше длительности входных импульсов.
В рассматриваемой схеме используются два идентичных элемента отбора (CCі и CC2). Каждый из них соединяется с одним из детекторов непосредственно, а со вторым — через линию задержки ЛЗ (t3).
Работу схемы удобно проследить, подавая на ее входы импульсы, задержка между которыми плавно изменяется. Допустим, что на Bx.i подан опорный («неподвижный») импульс, импульс же, поданный на Вх.2. начиная с момента t0, равномерно «сдвигается» относительно опорного. Тогда, учитывая влияние линий задержки, Л3{ и ЛЗ2, нетрудно получить зависимость амплитуды сигнала на выходе от задержки A=--f(t) (рис. 4.16,6) для обоих элементов отбора
216
CCі и CC2. Совмещая эти кривые, можно заключить, что случаю совпадений соответствует точка их пересечения 0. В точке 0 амплитуды А выходных сигналов обоих элементов отбора равны, и напряжение на выходе дифференциального усилителя равно нулю. Слева и справа от точки 0 выходное напряжение имеет разные знаки. При помощи инвертирующей мостовой схемы оно делается одного знака и подается на схему антисовпадений, на второй вход которой поступают сигналы с выхода одной их схем совпадений. В результате на выход ¦схемы антисовпадений проходят импульсы совпадений, возникающие только в узкой области 2t3 (рис. 4.16,в). Таким образом, разрешающее время дифференциальной схемы совпадений меньше, чем длительность поступающих на нее сигналов. Заметим, что на схему антисовпадений сигнал поступает через линию задержки ЛЗ'. Задержка Z13 выбирается из условия согласования затянутых сигналов на выходах CCi и дифференциального усилителя.
Схема совпадений с суммированием сигналов на линии задержки приведена на рис. 4.17. Сигналы детекторов с крутыми фронтами подают на входы Вхі и Bx2. Пройдя соединительные линии с волновым сопротивлением Rb, они в точке 0 поступают в формирующий короткозамкнутый отрезок линии с волновым сопротивлением RB/2. Сформированные сигналы в точке 0 суммируются. Подключенный к точке 0 дискриминатор на диоде Дх имеет порог дискриминации UmC Un()V<2Um.
Таким образом, на выход схемы проходят импульсы, соответствующие совпадению входных сигналов. Разрешение схемы определяется в основном качеством линий задержки и может достигать десятых долей наносекунды.
Схема совпадений с линейным сложением на туннельном диоде состоит из нескольких формирователей, импульсы тока КО- Рис- 4*17* Схема совпадений с сум-торых поступают в цепь тун- СШ'НаЛ°В На ЛИНИИ За"
Вході
Вход2
*2
+Е<>
Выход
iItTA
и характеристика туннельного диода (б)
217
нельного диода (рис. 4.18, а). В исходном состоянии туннельный диод смещен (рис. 4.18, б), его рабочая точка 0 соответствует току смещения /см и падению напряжения U0. При поступлении импульса на один из входов ТД переходит в точку 1. При этом сигнал на выходе ALM^x = Lfi—U0 незначителен вследствие большой крутизны туннельной ветви.
При совпадении токи входных импульсов складываются, и суммарный ток превышает /ь Поэтому туннельный диод переключается в состояние с большим падением напряжения U2 (точка 2) и сигнал на выходе AUiJJ =U2—U0l а коэффициент отбора
P =
Ду(2)
вых
и.
имеет достаточно большое значение. Схема
А и(1) Д(/(1)
вых вых
может иметь N каналов, для ее нормальной работы необходимо., чтобы выполнялось условие
7>2 /-(Л + /см)>0.
i=\
Разрешающее время схемы может достигать времени переключения туннельного диода, реально оно определяется схемами формирования и составляет 0,1—1 не. В качестве формирующих схем обычно применяют одновибраторы на туннельных диодах.
Мажоритарные схемы совпадений. В некоторых исследованиях •возникает необходимость отбирать совпадения различной кратности. Использование для этой задачи обычных схем совпадений встречает ряд трудностей, связанных с их усложнением и необходимостью дополнительных коммутаций. Отбирать совпадения различной кратности удобно в мажоритарных схемах совпадений, основанных на принципе линейного сложения входных сигналов.
Работа подобных мажоритарных схем поясняется схемой, приведенной на рис. 4.19,а. Сигналы детекторов Дь ..., Дп стандартизуются формирователями Фь ..., Фп по амплитуде и длительности, после чего подаются на схему линейного сложения. Амплитуда сигнала на выходе схемы линейного сложения пропорциональна числу совпавших сигналов (рис. 4.19,6). Поэтому по амплитуде суммарного импульса А% можно определить кратность совпадений. В простейшем случае эта операция выполняется дискриминатором.
