Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Преобразователи типа время — амплитуда — время (t^A-+T). Времяамплитудные преобразователи рассчитаны для работы с амплитудными анализаторами, в которых амплитудные значения в большинстве случаев измеряют обратной трансформацией амплитуда— время (см. § 5.4) с кодированием последнего. Все эти операции можно выполнить в преобразователе интервалов типа время — амплитуда—время; получаемая на его выходе информация пригодна непосредственно для ввода в ЭВМ. В таких преобразовате-
Cmon
I
-M-
\^изм\ І І і
ZLL3M
izrrL-H
Выход
Рис. 4.35. Временные диаграммы работы стартстопного преобразователя время—амплитуда—время
лях интегрирующая емкость сначала линейно заряжается большим током до некоторого амплитудного значения, пропорционального измеряемому интервалу, а затем линейно разряжается малым током до исходного значения. На рис. 4.35 приведены временные диаграммы работы стартстопного преобразователя время — амплитуда — время. Из диаграмм видно, что длительность времени разряда T интегрирующей емкости пропорциональна измеряемому интервалу ^изм* в схеме преобразователя из
234
тока разряда или из напряжения на интегрирующей емкости формируется П-образный импульс длительностью Т. Этот импульс кодируется заполнением колебаниями таймирующего генератора. Код передается в устройство памяти или в ЭВМ.
Линейность рассмотренного преобразователя выше, чем у системы время — амплитудный преобразователь — анализатор, так как нет усилителя и схемы пропускания, вносящих нелинейные, искажения. Кроме того, применяется одна интегрирующая емкость, для преобразований время — амплитуда и амплитуда — время, что повышает стабильность преобразования.
§ 4.5. КОДИРОВАНИЕ ИНТЕРВАЛОВ С ПОМОЩЬЮ
ВРЕМЯЗАДАЮЩЕГО ГЕНЕРАТОРА
Метод измерения интервалов времени при помощи времяза-дающего генератора — наиболее универсальный. Он состоит в том, что измеряемый интервал «заполняется» импульсами стабильной частоты, число которых подсчитывается счетчиком. С выхода счетчика снимают коды интервалов и передают их в устройство памяти анализатора или в ЭВМ. Этот метод кодирования применяется при исследовании интервалов между парами событий или в спектрометрах по 'времени пролета. Напомним, то в последнем случае измеряются интервалы между моментом «вылета» частиц (старт) и моментами их детектирования (стоп). За такой измерительный цикл может быть зарегистрировано разное число частиц. Поэтому в зависимости от ожидаемой загрузки применяются разные системы кодирующих устройств.
4.5.1. ИЗМЕРЕНИЕ ОДНОГО ИНТЕРВАЛА ЗА ЦИКЛ
Схема для кодирования одного интервала за цикл и временные диаграммы приведены на рис. 4.36. Триггер Ta стартовым импульсом переводится из состояния 0 в состояние 1. При этом через схему пропускания И начинают поступать на двоичный счетчик импульсы от генератора стабильной частоты. В момент прихода импульса от детектора (стоп) триггер Ta возвращается в исходное состояние 0 и схема пропускания закрывается. В результате счетчик остается в состоянии, соответствующем числу поступивших на
Генератор
Старт
Cmonm
Tr
HsEH
Счетчик
Код
(от детектора) а)
Старт . Стоп -Генераторнії -
Л
I IMIIM
В)
t
J-L 11 Il Il Il I Ii M I
t
t
Рио. 4.36. Схема кодирования одного интервала за измерительный цикл (а)
и временные диаграммы (б)
235
него импульсов. Как правило, применяется двоичный счетчик. По состояниям триггеров счетчика (0, 1) может быть прочитана длительность измеряемого интервала ?Изм. Допустим, что через схему И на двоичный счетчик прошло 14 импульсов. Тогда триггеры счетчика останутся в состояниях 0,1, I, 1, что является двоичным кодом измеряемого интервала. С помощью дополнительных схем И, подключаемых к каждому разряду счетчика (на схеме не показано), код передается в устройство памяти или ЭВМ.
После считывания кода со счетчика его триггеры пере'водятся в исходное состояние 0, и схема готова к регистрации нового интервала в следующий рабочий цикл.
4.5.2. ИЗМЕРЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ИНТЕРВАЛОВ ЗА ЦИКЛ С ОСТАНОВКОЙ СЧЕТЧИКА
При больших загрузках в течение рабочего цикла спектрометра поступает несколько импульсов от детектора и соответственно необходимо измерить несколько интервалов. В принципе эту задачу можно решить несколькими схемами, позволяющими регистрировать одно событие за цикл. Однако это усложняет систему и
Рис. 4.37. Схема кодирования нескольких интервалов за измерительный цикл
с остановкой счетчика (а) и временные диаграммы (б)
236
приводит к дополнительным погрешностям. Правильнее все интервалы измерять одной схемой.
На рис. 4.37 йриведена схема и диаграммы для случая кодирования нескольких интервалов за рабочий цикл с остановкой счетчика. После кодирования некоторого интервала счетчик останавливается на время ^ост, требующееся для передачи кода ъ ЗУ или ЭВМ. (Как правило, это время невелико и соответствует определенному числу каналов.) Затем в кодирующий счетчик «вводится» число пропущенных импульсов генератора и на вход вновь подаются импульсы генератора. He сосчитанные пропущенные импульсы вводятся в один из триггеров счетчика. Например, если кодирующий счетчик пропустил 4 иміпульса, то в третий триггер добавляется + 1. Далее продолжается измерение следующего интервала.
