Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
228
Рис. 4.30. Многоканальная схема задержанных совпадений с двумя линиями задержки
ния сигналов относительно друг друга в этой схеме вдвое больше, чем в предыдущей схеме (рис. 4.29,а), и условие, при котором каждое событие регистрируется только в одном из каналов, имеет вид
tA+tB = 27V
Это означает, что можно работать с импульсами, имеющими вдвое большую длительность. Форма таких импульсов лучше (при тех же фронтах), а относительные искажения при перемещении вдоль линии меньше. Поэтому однородность ширины каналов повышается.
Серьезным недостатком схем задержанных совпадений помимо плохой однородности каналов является наличие индивидуальных регистрирующих устройств в каналах. Последний недостаток удается устранить в схемах типа хронотрона. В них применяется как бы поканальная трансформация малых интервалов в большие. Для этого сигналы со схем совпадений «быстрых» линий задержки подаются в отводы «медленной» линии задержки. Таким образом, малые интервалы «растягиваются» в большие, которые затем кодируются и запоминаются.
4.4.2. НОНИУСНЫЙ МЕТОД
В нониусном методе малые интервалы трансформируются в большие. Его идея поясняется рис. 4.31,а. Импульсы А (старт) и В (стоп), между которыми требуется измерить интервал времени ^изм> подают на схемы генераторов Гі и Г2 с задержанной обратной связью. Каждый такой генератор представляет собой логическую схему антисовпадений CACu CAC2f выход которой соединен со входом через линию задержки JI3U Л32. Поступая на выход схемы, импульс через линию задержки вновь возвращается на вход. Такая регенерация может происходить неограниченное время (рис.
4.31,6). Регенерация может быть прекращена, если поступит сигнал на 'вход запрета САС. В рассматриваемой схеме величины задержек в линиях выбраны больше измеряемого интервала, причем задержка в Г\ (U) специально сделана немного больше, чем в r2(U—АО- При поступлении от детекторов импульсов А и В в
229
' Код
4 4414 і
.M
Старт
Рис. 4.31. Нониусный измеритель интервалов (а) и временные диаграммы (б)
,схемах начинаются регенеративные процессы. С выхода Г{ на схему совпадений поступают импульсы с периодом повторения ta, с выхода Г2 — импульсы с периодом повторения U—At. Поскольку частота Г\ меньше, то через некоторое время T импульсы обоих генераторов совпадают; при этом на схемы антисовпадений CACі, CAC2 поступает сигнал запрета и регенерация прекращается. Время T можно определить через число периодов n = tm3M]At и T = nt3. Импульсы одного из генераторов, например Ги поступают на счетчик, с которого и снимается код измеряемого интервала.
Нониусный метод обеспечивает высокую точность измерений и Позволяет получать информацию в виде кодов. Поэтому он широко применяется в спектрометрической аппаратуре, работающей на линии с ЭВМ. Заметим, что при большом числе каналов (более нескольких сотен) необходимо стабилизировать время циркуляции в линиях задержки так, чтобы A^ = COfnst. Серьезный недостаток метода — также сравнительно большое время, -в течение которого измеряется интервал.
Нониусные измерители интервалов часто применяют в нейтронных спектрометрах по времени пролета на циклотронах, где интенсивность нейтронов невелика и детектор регистрирует одно событие за много периодов высокочастотных колебаний, приложенных к дуантам (рис. 4.32,а). При этом используется естественная модуляция ионного пучка, состоящая в том, что ионы попадают на мишень Al в определенной фазе ВЧ-колебаний. Вылетающие из мишени Al нейтроны пролетают некоторую базу L и регистрируются детектором. По времени пролета определяют энергию нейтронов. Задача электронного устройства состоит в измерении интервалов времени между появлением пачки нейтронов из мишени и моментом регистрации нейтрона детектором.
Для этого из BlI-колебаний формируется последовательность импульсов, совпадающих с моментами попадания ионного пучка на мишень (рис. 4.32,6). Эти импульсы подаются на схему сопиадсний CC ноииусного преобразователя. Импульсы детектора поступают в регенеративную схему па JJ3 с временем задержки, меньшим, чем период ВЧ-колсбанпй, tz<T; T—Z3 = А/.
Последовательность импульсов с регенеративной схемы также подается на схему совпадений CC. В момент срабатывания схемы совпадений регенерация
230
Ду анты циклотрона.
Рис. 4.32. Применение нониусного измерителя интервалов во времяпролетном пк'ктромотро на циклотроне (а) и временные диаграммы (б)
импульсов детектора прекращается, и код интервала со счетчика передается в память ЭВМ.
Была рассмотрена упрощенная схема спектрометра. Для получения высокой точности необходимо стабилизировать кварцем ВЧ-генератор и вводить автоматическую подстройку в регенеративную схему с линией с тем, чтобы A^ = Const. Подобными устройствами измеряют время пролета нейтронов от нескольких единиц до нескольких сотен наносекунд, что при пролетной базе, равной 10 м, соответствует энергии 0,5—30 МэВ.
4.4.3. ВРЕМЯАМПЛИТУДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Методы, основанные на преобразовании интервалов времени в амплитуду, позволяют получать импульсы, амплитуды которых пропорциональны длительности измеряемых интервалов. Эти импульсы подаются на амплитудный анализатор. Полученное распределение n = f(A) после соответствующей калибровки преобразуется в распределение интервалов n=f (t).
