Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 4.27 к выходу схем совпадений подключены элементы памяти — ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса. В исходном состоянии все ферриты находятся в состоянии 0. Во время прохождения частиц сработавшие локальные схемы совпадений переводят свои ферриты в состояние 1. Затем информация с ферритов последовательно считывается и передается иа магнитную ленту или в ЭВМ.
На рис. 4.27 не показаны токовые ключи, стоящие на выходе локальных схем совпадений, а также адресное устройство для считывания информации. Они такие же, как в устройствах памяти на ферритах (см. гл. 3). Вместо ферритов с успехом могут быть использованы и полупроводниковые элементы памяти.
§ 4.4. ИЗМЕРЕНИЕ И КОДИРОВАНИЕ МАЛЫХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ
Измерение малых интервалов времени, лежащих в наносекунд-ной области, сопряжено с рядом трудностей. Такие интервалы
226
нельзя измерять сравниванием с колебаниями ВЧ-генератора, так как требуется очень высокая частота. Затруднительно также формирование импульсов, определяющих границы интервала. Поэтому малые интервалы измеряют либо методом задержанных совпадений (с помощью линий задержки), либо косвенными методами, основанными на преобразовании малых интервалов в большие интервалы либо в амплитуду импульсов.
4.4.1. МЕТОД ЗАДЕРЖАННЫХ СОВПАДЕНИЙ
Этот метод обычно применяют при изучении временного распределения между парами сравнительно редко возникающих событий. Например, при определении времени жизни возбужденного ядра при (3-распаде используются два сигнала. Один сигнал возникает при регистрации р-частицы, вылетающей при переходе ядра в возбужденное состояние, второй — при регистрации ^-кван-та, испускание которого связано с последующим переходом ядра в основное состояние. Время пребывания ядра в возбужденном состоянии мало и колеблется около некоторого среднего значения. Применяемая для определения времени жизни возбужденного состояния схема задержанных совпадений приведена на рис. 4.28. Она подключена к детекторам Д{ и Д2 и отличается от обычной схемы совпадений тем, что в канале регистрации р-частицы (Д\) имеется элемент переменной задержки — линия JI3. При проведении измерений такой схемой вначале устанавливают некоторую задержку ^3l и определяют число совпадений в единицу времени, затем ту же величину определяют при задержке ^2, Uз, ...» Un-Таким образом, определяют число совпадений в функции от вводимой в канал задержки. По полученным результатам определяют наиболее вероятное время жизни возбужденного ядра. Чтобы подобные исследования сделать более эффективными, применяют многоканальные схемы задержанных совпадений.
Простая многоканальная схема, выполненная на линии задержки, приведена на рис. 4.29,а. У ЛЗ сделаны отводы так, что время распространения сигнала между соседними отводами одинаково и равно Г3. К каждому отводу подсоединена схема совпадений. Вторые -входы всех схем совпадений соединены вместе. Опережающий сигнал подается на вход А, отстающий — на вход В. Опережающий сигнал А продвигается вдоль линии, появляясь последо-
Сч
Рис. 4.28. Схема задержанных совпадений: У — усилитель; Сч — счетчик
8» 227
^OgrQ ГёП Q f Q і 0 і
4^]чш_р1*ші_р|чш_р1чш T S
A2Q^—І^ГTltZl
?
А
ж
л\
-4Х-
' M -Ч-*-
^ (^лз) -T 8)
U
Рис. 4.29. Многоканальная схема задержанных совпадений с одной линией задержки (а) и временные диаграммы (б)
вательно через равные интервалы T3 на входах схем совпадений в моменты 1, 2 ... (см. пунктир на рис. 4.29,6) Если сигнал В появится в тот момент, когда сигнал А находится на входе k-и схемы совпадений, то эта схема сработает и стоящий на ее выходе счетчик регистрирует совпадение пары импульсов, разделенных интервалом T3 К. Очевидно, что подобной регистрации не произойдет, если сигнал В появится в тот момент, когда сигнал А будет «находиться» между отводами линии. Такая пара импульсов будет потеряна. Рассматривая импульсы tA и tB разной длительности, можно прийти к следующим выводам. В том случае, когда + tB<T3, часть событий выпадает из измерений. При tA~\-tB>T3y т. е. при перекрытии сигналов, регистрация каждого события происходит в двух или нескольких каналах и спектр искажается. Оптимальным условием является равенство іа + Ів = Т3. В этом случае каждое событие регистрируется одной схемой совпадений.
В линии задержки имеются потери, поэтому проходящий вдоль нее импульс уменьшается по амплитуде и искажается — «размывается». Это приводит к неоднородности ширины каналов. В одних каналах при равных условиях счет будет больше, чем в других. Поэтому подобные схемы требуют тщательной калибровки.
Несколько лучшие параметры имеют схемы, в которых исследуемые сигналы поступают по двум линиям навстречу друг другу. В схеме рис. 4.30 сигнал А распространяется от детектора Дх к правому концу Л3\, а сигнал В — от детектора Д2 к левому концу Л32.
Линии имеют отводы от равных отрезков с задержкой T3. К этим отводам подключены схемы совпадений CCb CC2, CCn. На такую схему сигналы могут поступать в любой последовательности. Если они приходят на входы одновременно, то регистрация происходит в центральной схеме совпадений. Регистрация произойдет в правой части линии при опережении сигнала Лив левой части при опережении сигнала В. Относительная скорость перемеще-
