Стабилизатор фотометрического тракта

Стабилизатор фотометрического тракта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3894I6

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. G 01j 43. 00

Заявлено 11.II.1971 (№ 1616489/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 05.V11.1973. Ьюллетепь .Х 29

Дата опубликования описания 25.Х.1973

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.383.8 (088.8) Автор изобретения

Г. С. Драгун

Физический институт им. П. H. Лебедева

Заявитель

СТАБИЛИЗАТОР ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ТРАКТА

Изобретение относится к электронной технике и может быть применено при проведении физических экспериментов, когда требуется высокостабильная продолжительная работа фотоумножителей и связанных с ним устройств в условиях изменения температуры, влажности, магнитного поля, при нестабильной работе псточпиков питания и ограниченных ресурсах источников опорных световых импульсов.

Известны стабилизаторы фотометрического тракта, содержащие синхронизирующий источник опорных световых импульсов и автоматическую систему регулирования коэффициента усиления фотоумножителя. В этих стабилизаторах выходные электрические импульсы фотоумножителя, полученные в результате подсвечнваппя фотокатода световыми импульсами опорного источника, преобразуются в;постоянное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде импульсов. Преобразованное напряжение сравнивается с эталонным, и при наличии рассогласования производится коррекция коэффициента усиления фотоумножителя автоматической системой до тех пор, пока выходное напряжение фотоумножителя не станет равным эталонному.

Известные устройства имеют существенные недостатки. Основной из них состоит в том, что подсвет катода фотоумножителя должен производиться световыми импульсами большой интенсивности таким образом, чтобы выходные импульсы имели незначительное амп5 литудное распределение при работе фотоумножителя в линейной области выходной характеристики. Это приводит к уменьшению срока службы источника опорных световых импульсов и фотоумножителя, а также к пе10 регрузке фотоумножителя и усилительной системы. Перегрузка исключает возможность охвата системой регулирования усилителей и дискриминаторов.

Кроме этого, для известных стабплизато15 ров трудно изготовить генератор эталонных импульсов света большой интенсивности.

Цель изобретения заключается в улучшении качества стабилизации, увеличении срока слу кбы источника световых импульсов и

20 фотоумножителя, ликвидации перегрузок и охвате системой стабилизации не только фотоумножителя, IIQ и усилителя и амплитудного дискриминатора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены ин25 тенсиметр и генератор синхронизации, один из выходов которого соединен с источником эталонных световых импульсов и со схемамп совпадений и антисовпадений. Другой выхоl генератора синхронизации подключен к мо30 дулятору и синхронному детектору системы

389416 автоматического регулирования, сумматор которой подключен к выходу интенсиметра.

Вход иптенспметра через схемы совпадений и антисовпадений, амплитудный дискриминатор и усилитель соединен с выходом фотоумножителя.

I1à черте>ке представляет блок-схема предложешсого стабилизатора.

Фотометрический тракт, состоящий из фотоумножппгсля 1, усилителя 2 и амплитудного дискриминатора 8, охвачен автоматической стабилизирующей системой, содержащей генератор синхронизации 4, управляющий расотой системы с постоянной частотой; схему совпадений 5 и схему антисовпадений 6 с измеритсльным выходом 7, коммутирующие измерительные и вспомогательные сигналы; ис o IIIIII эталонных световых импульсов 8, необходимый для подсвета катода фотоумножпгсля 1 через световод 9; управляемый источник питания 10 фотоумножителя 1; интенсиметр 11, служащий для преобразования поступающих на его вход импульсов в постоян ое напряжение по величине, пропорциональное числу импульсов, и систему 12 автоматиского регулирования, содержащую сумматор

18; высокостаоильный источник опорного напря>кения 14; модулятор 15, преобразующий постоянное напряжение в переменное; усилитель 16, синхронный детектор 17 и электродвигатель 18, регулирующий с помощью механической связи 19 выходное напряжение управляемого источника питания фотоумно>кителя 1.

Работает стабилизатор фотометрического тракта следующим образом. Генератор синхронизации 4 вырабатывает синхронизирующие импульсы со строго постоянной частотой, которые управляют работой источника8 эталонных световых импульсов, схемы совпадений 5, схемы антисовпадений 6, модулятора 15 и синхронного детектора 17, Источник 8 эталонных световых импульсов, возбуж гасмый внешними спнхронизирующими импульсами, генерирует стандартные ма oIIII eiIспвные световые вспышки-импульсы, стабильные по продолжительности и интенсивности. Световые пмпульсы через световод

9 подсвс ивают катод фотоумножителя 1, ко".орый преобразует пх в электрические. Преобразование фотонов в фотоэлектроны и умножение последних в динодной системе фотоумножителя носит статистический характер, т. с. флуктуация амплитуд электрических импульсов II 2 выходе фотоумно>кителя прп подсгечиванпп катода световымп вспышками одинаковой интенсивности зависит от числа фотонои по закону нормального распределеI l I I H .

Выходные импульсы фотоумпо>кителя 1 линейно усиливаются в усилителе 2 и подаются на вход амплитудного дискриминатора 8. Коэффициенты усиления фотоумножителя 1 и усилителя 2 и порог дискриминации амплитудного дискриминатора 8 подобраны таким

65 образом, чтобы при данном амплитудном распределении .регистрировалась только определенная часть, поступающих на вход амплитудного дискриминатора 8 импульсов, а именно тех импульсов, у которых значение амплитуды больше или равно пороговому значению дискриминации 1 «р.д. Импульсы с амплитудой меньше V«q.д амплитудным дискриминатором 8 не регистрируются.

Сформированные по амплитуде и длительности выходные импульсы амплитудного дискриминатора 8 подаются на схему совпадений 5 и схему антисовпадений б, которые управляются генератором синхронизации 4.

Схема совпадений 5 пропускает на вход интенсиметра 11 только те импульсы, которые совпадают по времени с синхронизирующими, т. е. импульсы, появляющиеся в результате работы источника эталонных световых импульсов 8. Схема антисовпадений б пропускает на измерительный выход 7 только те импульсы, которые не совпадают по времени с импульсами синхронизации, и, следовательно, не связаны с работой источника эталонных световых импульсов 8.

Интенсиметр 11 преобразует поступающие на его вход импульсы схемы совпадений 5 в постоянное напряжение, пропорциональное по величине количеству импульсов. В сумматоре 18 выходное напряжение интенсиметра

11 суммируется с напряжением источника опорного напряжения 14, которое имеет противоположныи знак. Сумма напряжений с выхода сумматора 18 подается в модулятор

15, преобразующий постоянное напряжение в переменное с частотой, равной частоте синхронизации. Переменное напряжение модулятора 15 усиливается в- усилителе 16 и подается на вход синхронного детектора 17, в выходную цепь которого включен реверсивный электродвигатель 18. Синхронный детектор 17 питается переменным напряжением с частотой синхронизации. Направление тока в выходной цепи синхронного детектора 17, а следовательно, и направление вращения якоря электродвигателя 18 зависит от знака выходного напряжения сумматора 18. Ось электродвигателя 18 с помощью механической связи

19 соединена с регулирующим элементом управляемого источника питания 10 фотоумножителя 1.

Процесс авторегулирования следующим образом.

Предположим, что по какой-либо причине коэффициент усиления фотометрического тракта уменьшился, При этом на выходе,схемы,совпадений 5 уменьшится число импульсов, появляющихся в результате работы источника эталонных световых импульсов 8, уменьшится также абсолютное значение выходного напряжения интенсиметра 11. На выходе сумматора 18 появится напряжение, знак и величина которого зависят от знака и степени изменения коэффициента усиления фотометрического тракта. Преобразованное в

389416

Г

I ! !

) !

1 !

Составитель О. Афанасенкова

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Усова

Рсдактор T. Орловская

Заказ 2836!6 Изд. М 750 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 модуляторе 15 и усиленное в усилителе 15, это напряжение управляет работой синхронного детектора 17 таким образом, чтобы при помощи электродвигателя 18 выходное напряжение управляемого источника питания

10 фотоумножителя увеличивалось. С увеличением питающего напряжения увеличивается коэффициент усиления фотоумножителя 1, а число выходных импульсов схемы совпадений 5 и выходное напряжение интенсиметра 11 растут, и, следовательно, уменьшается напряжение сумматора 18. Процесс авторегулирования продолжается до тех пор, пока напряжение сумматора 18 не станет равным нулю.

Если в первоначальный момент коэффициент усиления фотометрического тракта боль. ше нормального, то процесс авторегулиро вания протекает в обратном направлении.

Предмет из о бр етен и я

Стабилизатор фотометрического тракта, состоящего пз фотоумножителя, усилителя и

6 амплит дного дискриминатора, содержащнH источник эталонных световых импульсов, схему совпадений, схему антисовпадений и систему автоматического регулирования ко5 эффициента усиления фотометрического тракта, состоящую из последовательно соединенных источника опорного напряжения, сумматора, модулятора, усилителя, синхронного детектора и электродвигателя, механически

10 связанного с источником питания фотоумножителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации, в него введены интенсиметр и генератор синхронизации, один из выходов которого соединен с

15 источником эталонных световых импульсов и со схемами совпадений и антисовпадений, а другой выход подключен к модулятору и синхронному детектору системы автоматического регулирования, сумматор которой под20 ключен к выходу интенсиметра, вход которого через схемы совпадений и антисовпадений, амплитудный дискриминатор и усилитель соединен с выходом фотоумножителя.