Способ формирования спектрометрических импульсов

Способ формирования спектрометрических импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физикеJ а кмекяо к способам формирования (обработки) входных спектрометрические импульсов с детекторов ионизирующего излучения, позволяющим при измерении интенсивности учесть число наложенных импульсов при высокой загрузке канала регистрации . Целью изобретенияявляется повышение загрузочной способности канала регистрации. Обработку входного сигнала ведут по двум каналам с разными (верхним и нижним) уровнями дискриминации из которых затем по определенной логике формируют выходные импульсы. По нижнему уровню дискриминации формируют одиночные импульсы , и количество наложенных импульсов формируют по числу прегьппений верхнего уровня длскриминации, величин которого состйвляет 1,6 от номинального уровня входного сигнала. Изобретект е позволяет получить линейнуж г(: гред а точную характеристику формирователя с погрешностью не более 2% до значения входной загрузки 10 имп/с. S з.п. ф-лы, 3 ил. Q « С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИX

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 15. 12. 90, Бюл. Ф 46 (21) 4041335/24 -25 (22) 24 ° 03.86 (72) В.Ф.Борисов, С.А.Гутов, И.Д.Исаева, О.А.Комшилов и П.В.Писарев (53) 539.!.075 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 48!867, кл. G 01 Т I/36, 1975.

Цитович А.П. Ядерная электроника.

Энергоатомиэдат, 1984, с.268-269, (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРОИЕТРИЧЕСКИХ ИЖТУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике„ а именно к способам формирования (обработки ) входных спектрометрических импульсов с детекторов ионизирующего излучения, позволяющим при измерении интенсивности учесть число наложенных импульсов при высокой загрузке канала регистрации. Целью изобретения является повышение загрузочной способности канала регистрации. Обработку входного сигнала ведут го двум каналам с разными (верхним и нижним) уровнями дискриминации, иэ которых зачем по определенной логике формируют выходные импульсы. По нижнему уровню дискриминации формируют одиночные импульсы, и количество наломенных импульсов формируют по числу пре ышений верхнего уровчя дяскриминации, величина которого составляет 1,6 от номинально. о уровня входного сигнала.

Изобретен . е позволяет получить линейную и .редаточную характеристику формирователя с погрешностью не более 2Х до значения входной загрузки

I0 имп/с. I з.п. ф-лы, 3 ил.

1400301

Изобретение относится к з«спер«ментальной ядерной физике, а име««о к способай формирования l,обработки) входных спектрометрических импульсоь

5 с детекторов ианизирующегс излучения при высокой загрузке, позволяющим при измерении интенсивности канала регистрации учесть число налажен«ых импульсов ° 60

Целью изобретения является повышение загрузочной способности канала регистрации.

На Фиг.1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — эпюры напряжений в характерных точках устройства; на фиг.3 — передаточная характеристика устройства.

Предлагаемый способ осуществляет- 20 ся следующим образом.

Определяют момент превышения фронта входного импульса нижнего и верхнего уровней дискриминации, формиру.ют короткий импульс из выходного сиг-,25 нала дискриминатора нижнего уравня;— задерживают его, причем формирование укаэанного короткого импульса и его задержку осуществляют на длительность равную половине длительности фронта 30 импульса, Формируют,дополнительные короткие импульсы из выходного сигнала дискриминатора верхнего уровня при совпадении во времени задержанного короткого импульса и даполнитель- 5 ного короткого импульса, формируют, один выходной импчльс при отсутствии говпадения задержанного короткого импульса и дополнительных коротких импульсов формируют дополнительные 4О выходные импульсы по числу дополнительных коротких импульсов.

Кроме того, верхний уровень дискриминации устанавливают равным f,á номинального (среднего) значения амплитуды входного сигнала.

Устройство для реализации способа содержит датчик ионизирующего излучения, спектраметрический усилитель 2„ источник 3 опорного сигнала, 5О делитель 4„компараторы 5 и 6 верхнего и нижнего уровней, формирователь

7 дополнительного короткого импульса 7 формирователь 8 импульса дли»

55 тельностью в половину длительности фронта входного импульса„ ,пинию 9 задержки, логический элемент

ИЛИ 1 0, и выходной формирователь !1.

На фиг.2 в точках 12-!9 показаны эпюр я напряжений.

Ус т ройс тв о pë áîòà å T следующим образом.

При частоте загрузки ме«ее 10 имп/ с яероят«ость «аложения импульса

p813HoA реально 20 нс> мала и составляет 0,006. При этом формирование выход«ых импульсов производится следующим обраэом.

Известно, чта амплитуда выходных сигналов с датчика ионизирующего излучения является случайной величиной с ра"пределением по нормальному закону. Поэтому на выходе усилителя 2 могуг быть импульсы как с малой амплитудой меньше А, (эпюра 12 первый сигнал), так и с: амплитудой больше

А (второй сигнал). При сигнале с амйлитудой меньше Ад отсутствует выходной сигнал с KoMIIapaTopa верхнего уровня (эпюра !3), задающего верхний уровень дискриминации U!!ep»

При превышении нижнего уровня дискриминации И„, компаратор 6 нижнего уров«я формирует сигнал высокого уровня (эпюра 14), который поступа— ет на вход формирователя 8. При этом на выходе Формирователя " дополнительного короткого импульса выходной сигнал отсутствует (эпюра 15).

На выходе формирователя 8 Формируется импульс длительностью в половину дгительности фронта входного сигнала (эпюра 16), равного реально 30 нс, который поступает на линию 9 задержки. Импульс длительностью 15 нс задерживается на !5 нс (эпюра 17) и поступает на второй вход логического элемента ИЛИ !0.

На выходе элемента 10 формируется сигнал высокого уровня (эпюра 18), который поступает на вход формирова"еля 11. На выходе формирователя формируется один короткий импульс (зпюра 19) . Если входной сигнал превьппает верхний уровень дискриминации U „ 1,6 А... то в момент превьппенйя компаратор 5 формирует сигнал высокого уровня (эпюра 14), который поступает на вход Формиро" вателя 7. Формирователь 7 формирует дополнительный короткий импульс (эпюра 15 ), который поступает на первый вход элемента ИЛИ. На втором входе элемента ИЛИ также сигнал высокого уровня, который поступает с цепочкии-компаратор 6, Формирователь 8

0301 4

5S з !40 и линия 9 задержки. Наложение импульсов обеспечивается тем, что импульс длительностью 15 нс задерживается на 15 нс и его фронт опережает момент перехода фронта большинства входных импульсов через верхний уровень дискриминации а спад этого имJ пульса не выходит за начало спада входного импульса. Таким образом, обеспечивается минимальное время обработки входного сигнала, т.е, сокращается "мертвое" время, что и позволяет повысить уровень эагруэки, так как вероятность наложения сигналов даже лри загрузке 10 имп/с sa 30 нс мала. Логический элемент ИЛИ формирует сигнал высокого уровня (эпюра 18), который г ступает на вход формирователя 11. Формирователь 11 формирует на входе один короткий импульс (эпюра 19) .

При спаде импульса компараторы еерхнего и нижнего уровней дискриминации формируют сигналы низкого уровня, т.е. на выходе устройства формируется импульс определенной длительности и амплитуды йри поступлении одиночного входного импульса, макси" мальная амплитуда которого является случайной величиной; г

При частоте загрузки 10 имп/с с

Пуассоновским законом распределения периода загрузки вероятность появления двух, трех и четырех кратных наложений импульсов возрастает и сос. гавляет 0,91.

Выделение наложенных импульсов (третий импульс фиг,2 эпюра 12) производится следующим образом.

В момент превышения амплитуды импульса нижнего уровня дискриминации компаратор 6 формирует сигнал высокого уровня (эпюра 1ч), который поступает, пройдя череэ формирова" тель 8 (эпюра 16) и линию 9 задержки (эпюра 17), на второй вход логическогс элемента ИЛИ 10 н на выходе устройства 11 формируется короткий импульс (эпиры 18 и 19) . При превышении наложенного сигнала верхнего уровня дискриминации компаратор 5 формирует сигнал высокого уровня (эпюра !3) . На выходе формирователя

7 формируется ;ороткий импульс (эпю" ра 15), который проходит через элемент 10 (эпюра 18) и поступает на, вход формирователя ll. На выходе формирователя ll формируется корот15

45 кий импульс (эпюра 19), Так как пе" риод между моментом превышения сигнала нижнего уровня дискриминации и моментом превышения его верхнего уровня дискриминации больше времени Задержки, то на два наложенных импуль" са формируется два импульса на выходе устройства. Аналогично формируются импульсы на выходе при трех и четырех кратных наложениях.

Передаточная характеристика первого канала, состоящего из компаратора 6, формирователя 8, линии 9 задержки, логического элемента 10 и формирователя !1 приведена на фиг 3 (линия 20), а передаточная характеристи" ка второго канала состоящего из компаратора 5, формирователя 7, логического элемента 10 и формирователя 11 (линия 21) .

Как показали теоретические расчеты при уровне дискриминации, равном

l á А с получается линейная зависимость (линия 22) с погрешностью не более 2Х при частоте загрузки до (9-1 0) х 0 имп . /с .

Экспериментальные исследования подтвердили правильность приведенных выше теоретических результатов, Таким образом, предлагаемый способ и устройство формирования спектромет" рических сигналов позволяют расши" рит" загрузочную способность всего канала измерения интенсивности регист. рируемого потока да 1 O имп/с. т

В сравнении с известными техничесI кими решениями устройство позволяет расширить динамический диапазон устройств измерения регистрируемого (нейтронного) потока, применяемых на атомных энергетических установках, на две декады, что позволяет создать широкодиапаэонный канал контроля во всем динамическом диапазоне измерения мощности реактора.

Формула изобретения

1.Способ формирования спектрометрических икпульсов, включающий определечие момента превышения фронта входного импульса нижнего н верхнего уровней дискриминации, формирование короткого импульса иэ выходного сиг нала дискриминатора нижнего уровня, задержку его, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения

5 1ч00301 6 загрузочной способности канала, фор- импульс, при отсутствии совпадения мированне указанного короткого импуль- задержанного короткого импульса и са и его задержку осуществляют на дополнительных коротких импульсов длительности, равной половине длитель- формируют дополнительчые выходные ности фронта импульса, формируют до- " импульсы по числу дополнительных ко5 и олнит ель ные ко роткие имп ульс ы иэ ротких импульсов. выходного сигнала дискриминатора 2. Способ по п.1, о т л и ч а юверхнего уровня, при совпадении во щ н Л с я тем, что верхний уровень времени задержанного короткого им- 1 дискриминации устанавливают равным пульса и дополнительного короткого 1„6 номинального значения амплитуды импульса, формируют один выходной входного сигнала.

Составитель М.Данилов

Редактор Т.Горячева Техред М.Ходанич Корректор Г - Решетник

Заказ 4334

Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4