Счетчик световых импульсов

Счетчик световых импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CNNVI

РЕСПУБЛИК (19) (и) gpss и 01 У 1 44 (4 01 Т 1,.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБЁЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ,(21) 3420566/18-25 (22) 19.02.82

-(46) 07.09.83. Рюл. И 33 (72) В.В. Буцкий, С.С. Ветохин и И.P. Гулаков (7)) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный уни" верситет им. В.И. Ленина (53) 621.384.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, I1 728101 кл. G Ol T 1/17, 1980.

2. Матвеев В.В. и др. Йриборы для .измерения ионизирующих излучений. М,:,,1967, с. 535, рис. 4-16 (прототип). (54)(57) СЧЕТЧИК СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ,.: содержащий последовательно соединен-, ные фотоприемник, усилитель, интегратор, элемент сброса которого соединен с выходом порогового элемента, элемент пропускания, выход которого соединен со счетчиком импульсов и управляющий вход .- с выходом генератора импульсв, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, в него. введены дискриминатор и диФференциатор, выход которого подключен к первому входу порогового элемента, подсоединенного вторым входом к входу дифФеренциатора, выходу интегратора и входу дискриминатора, выход которого связан с вторым входом элемента пропускания. е

1 104()

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для изг мерения количества сцинтилляций или слабых световых сигналов методом счета фотонов в астрономии, Ьиофизике, спектрометрии, ядерной физике.

Известно устройство для измерения сцинтилляций, содержащее фотопри. емник,к выходу которого последовательно подключены усилитель, интег" 10 ратор, элемент пропускания и анализатор, а также пороговый элемент, соединенный своими входами с выхоI дами фотоприемника и элемента пропускания, а входом - с элементом сбро- 5 са интегратора 11).

Недостатком известного устройства является ограниченный динамический диапазон частотных загрузок, обусловленный значительным временем срабатывания цепи управления интегратором.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому по средствам и достигаемому результату является уст" 25 ройство, содержащее последовательно. соединенные фотоприемник, усилитель, интегратор, элемент сброса которого соединен с выходом порогового элемента, элемент пропускания, выход которого соединен со счетчиком имзо пульсов и управляющий вход - с выходом генератора импульсов (2) .

Недостатком известного устройства для счета световых импульсов является ограниченный динамический диа- З5 пазон загрузок при статистическом ха рактере следования световых импульсов.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчик световых импульсов, со" держащий последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, интегратор, элемент сброса которого соединен с выходом порогового элемента, элемент пропускания, выход которого соединен со счетчиком импульсов и управляющий вход - с выходом генератора импульсов, введены дискриминатор и диф». ференциатор, выход которого подключен к первому входу порогового элемента, подсоединенного вторым входом к входу фифференциатора, выходу интеграто- ра и входу дискриминатора, выход которого связан с вторым входом элемента пропускания.

347 2

На чертеже приведена блок-схема счетчика световых импульсов.

Счетчик световых импульсов, содержит последовательно соединенные фотоприемник 1, усилитель 2, интегратор 3 дискриминатор 4, элемент 5 пропуска ния и счетчик 6 импульсов, к управляющему входу 7 элемента 5 пропускания подключен выход генератора 8 импульсов, а к выходу интегратора 3 подключен дифференциатор 9, вход которого соединен с первым. входом 10 порогового элемента 11, подключенного своим вторым входом 12 к выходу дифференциатора 9, выход порогового элемента 11 соединен с входом элемента 13 сЬроса интегратора 3.

Счетчик световых импульсов работа; ет следующим образом.

Световые импульсы и фотоны преобра. зуются фотоприемником 1 в статистичес. кий поток электрических импульсов, которые после усиления в усилителе 2 и суммирования в интеграторе 3 отбираются по амплитуде дискриминатором 4.

При срабатывании дискриминатора 4 открывается элемент 5 пропускания, и в счетчик 6 импульсов начинают поступать импульсы от генератора 8 импуль" ,сов. Частота следования импульсов генератора 8 подобрана такой, чтобы за .время, равное длительности импульса на выходе фсяоприемника 1, счетчик 6 импульсов получил только один импульс.

Для того, чтобы интегратор 3 не сужал динамический диапазон устройства вследствие продолжительного само" разряда, дифференциатор,9 через по" роговый элемент 11 включает элемент 13 сброса интегратора 3 при прекращении нарастаниЯ выходного напряжения. Для предотвращения интегратора 3 при отсутствии полезных сиг- . налов пороговый элемент 11 выполнен в аиде компаратора, второй вход ко- торого подключен к выходу интегратора 3.

Расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов достигается благодаря тому,что при наложении двух или Ьолее первичных импульсов в интеграторе 3 (за исключением их точного совпадения во времени) сиг" нал на его выходе действует в течение большего времени, оставляя во включенном состоянии дискриминатор 4 и открытый элемент 5 пропускания. Это приводит к прохождению в

1040347 4 откуда верхняя граница динамического диапазона !

7i„= 2К/t

Р„=(Ы) (e»p(-йИ)! И!,:

Р *(М) (ехр(-Ы)) /2, и отношение

К=Р (Р,=(nt) /2,< откуда

Р„-Й1 ехр(-И). и, /й, - (/,/Я

Составитель В..Костюхин

Реаактоо К. Папп Техоеп А.Au„ . Кооректоо А. Зимокосов у у ° ««Ь «ЪЮуа «4@ее ««»«««

Заказ 5917/45 Тираж 873 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Х-35 Ражчская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент, i. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 счетчик 6 более чем одного импульса. .от генератора 8.

Для количественного расчета расширения динамического диапазона счет . чика предположим, что световые импульсы или Фотоны распределены во времени по закону Пуассона: где P> - вероятность зарегистрировать Й импульсов за время ;:

И " средняя скорость счета импульсов, Импульсы регистрируются раздель- 15 но, если за мертвое время, равное .:, приходит только один импульс:, 20

8 известном устрдйстве для счета световых импульсов,. принятом за прототип, вероятность двойных совпаде- ний и динамический диапазон ограничен за. ,данным небольшим отклонением от ли нейности, ЗО

В данном ячетчике световых импульсов, мертвое время сохраняется неиз" менным, но если второй импульс мотя бы на половину своей длительности не перекрывается с первым при двойном совпадении, то счетчик зарегистрирует пару импульсов, т.е. для него 12 (Следовательно, расширение динами" ческого щ апазона

Поскольку К обычно выбирают йз интер-, вала 0,1-104, то расширение динамического диапазона составляет от 1,7 до 7,9 раза.

Таким образом, использование изо,бретения. обеспечивает расширение динамического диапазона регистрируемых. счетчиком световых сигналов.