Преобразователь время-амплитуда

Преобразователь время-амплитуда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()869028 (6! ) Дополнительное к евт. свид-ву (22) Заявлено 31.01ЯО (21) 2879108/18-21 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет—

Опубликовано 300981. БЮллетень No 36

Дате опубликования описания 300981 (я)м. к,.

Н 03 К 13/20

Государственный KolcNtct

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

B ..A . .Гулякин, В.В.Даниле и В.A. Чудовский

Белорусский ордена Трудового Кравиагц. Знамени государственный университет им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ вЂ” АМПЛИТУДА

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной физике, радиолакации, лазерной дальнометрии при измерении временных интервалов с высокой точностью

Известны преобразователи временных интервалов между импульсами с флюктуирующими параметрами, в которых используется двухпороговый ме- . тод компенсации погрешности, обусловленной изменением амплитуды и времени нарастания старт-стопных сигналов (1). 15

Эти устройства. характеризуются значительной погрешностью измерений.

Известен преобразователь времяамплитуда, содержащий дискриминатор нижнего уровня, вход которого через 20 первую линию задержки соединен со входной шиной Стоп, а выход соединен с первыми входами основного и вспомогательного преобразователей время - амплитуда, вторые входы которых подключены соответственно к входной шине Старт и выходу дискриминатора верхнего уровня, соединеннму с управляющим входом дискриминатора нижнего уровня, выходы . 30 основного и вспомогательного преоб= разователей время - амплитуда соединены со входами аналогового сумматора, выход которого соединен с выходной шиной. В известном устройстве момент поступления стоп-импульса фиксируется дискриминатором нижнего уровня. С помощью дискриминатора верхнего уровня, вспомогательного преобразователя время — амплитуда и аналогового .сумматора оценивается погрешность, обусловленная флюктуациями параметров упомянутых импульсов, и вносится соответствующая поправка в результат преобразования регистрируемого временного интервала основным преобразователем время - амплитуда (2) .

Известное устройство имеет низкую точность при работе в широком динамическом диапазоне изменений амплитуд импульсов стоп-канала. Данное обстоятельство обусловлено, в первую очередь, тем, что форма фронта нарастания реальных импульсов детекторов излучений существенно отличается от линейной. Причем в диапазоне пороговых напряжений элементов, фиксирующих временные положения сигналов, она описывается за869028 висимостями имеющими положительные вторые производные, т.е. крутизна фронта нарастания увеличивается со смещением,в сторону больших времен.

Вследствие этого уже при амилитуде импульса, в несколько раз превышающей пороговое напряжение дискриминатора нижнего уровня, дискриминаторы работают на участках фронта фиксируемого сигнала с существенно различающейся крутизной, причем для дискриминатора нижнего уровня крутизны ниже, чем для дискриминатора верхнего уровня. Последнее приводит к ошибкам измерения крутизны и, как следствие, к ошибкам компенсации и значительным результирующим погрешностям преобразования временных интервалов в известном устройстве.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, Щ что в преобразователь время — амплитуда, содержащий дискриминатор нижнего уровня, вход которого через первую линию задержки соединен со входной шиной Стоп, а выход соединен 25 с первыми входами основного и вспомогательного преобразователей времяамплитуда, вторые входы которых подключены соответственно к входной шине Старт и выходу дискриминатора верхнего уровня, соединенному с управляющим входом дискриминатора нижнего уровня, выходы основного и вспомогательного преобразователей времяамплитуда соединены со входами аналогового сумматора, выход которого соединен с выходной шиной, введены дополнительная линия задержки и последовательно соединенные аттенюатор, фаэоинвертор, амплитудный ограничитель, аналоговое запоминающее уст- 40 ройство, дополнительный аналоговый сумматор, выход которого соединен со входом дискриминатора верхнего уровня, второй вход дополнительного аналоговогo сумматора через дополнитель- yg ную линию задержки соединен со входом Стоп устройства и входом аттенюатора.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. „50

Устройство, содержит входы Старт и Стоп 1 и 2, линии 3 и 4 задержки, дискримийаторы нижнего 5 и верхнего 6 уровней, основной 7 и вспомогательный 8 преобразователи время — амплитуда, аналоговые сумматоры 9 и 10, аттенюатор 11, фазоинвертор 12, амплитудный ограничитель 13, аналоговое запоминающее устройство 14.

Старт-импульс со входа 1 запуска- 60 ет основной преобразователь 7 времяамплитуда. Стоп-импульс со входа 2 поступает в цепь коррекции порогового напряжения дискриминатора 6 верхнего уровня, состоящий из последовательно соединенных аттенюато. ра 11, фазоинвертора 12, амплитудного ограничителя 13 и аналогового запоминающего устройства 14 ° Зависимость корректирующего напряжения от амплитуды фиксируемых сигналов аппроксимируется при этом двумя прямыми, точка пересечения которых задается амплитудным ограничителем 13.

Угол наклона первой прямой выбирается в зависимости от установленных порогов дискриминации U, U и задается коэффициентом ослабленйя аттенюатора 11. Корректрирующее напряжение U фиксируется аналоговым запоминающим устройством 14 и подается на вход аналогового сумматора 10.

Задержанный линией 4 задержки на время формирования корректирующего напряжения стоп-импульс подается на второй вход аналогового сумматора 10, который смещает его на величину U

В момент достижения напряжением на входе дискриминатора 6 верхнего уровня величины Пэ запускается вспомогательный преобразователь 8 время — амплитуда и включается дискриминатор 5 нижнего уровня. Управление дискриминатором 5 нижнего уровня со стороны дискриминатора 6 верхнего уровня,а также линии задержки 3 введены с целью устранения фиксации стоп-импульсов с амплитудой

7 и 8 время — амплитуда. На выходе основного преобразователя 7 время амплитуда формируется напряжение, пропорциональное интервалу времени между старт-импульсом и моментом срабатывания дискриминатора 5 нижнего уровня. На выходе вспомогательного преобразователя 8 время — амплитуда формируется напряжение, соответствующее поправке, учитывающей изменения амплитуды и времени нарастания стоп-импульса. Аналоговый сумматор 9 осуществляет сложение основного результата преобразования и поправки, сформированных соответственно блоками 7 и 8.

Использование дополнительных элементов — аттенюатора, фазоинвертора, амплитудного ограничителя, аналогового запоминающего устройства, второго аналогового сумматора и второй линии задержки — выгодно отличает предлагаемое устройство от известного.

Действительно, аппроксимируя рабочий участок фронта стоп-импульса экспоненциальной зависимостью

0--d(9 "- ) где а — амплитудный множитель;

7д - длительность фронта нарастания упомянутого импульса, для результата преобразования интервала „э„ основным преобразователем время - амплитуда можно записать

" = « Ь " н»

869028 где 4„ — коэффициент преобразования основного преобразователя время — амплитуда; н задержка сигнала на входе дискриминатора 5 нижнего уровня; задержка срабатывания дисн криминатора 5 нижнего уровня.

Для .„, „= 0 получим „=<„Pv9+7„8n(" iq)f, I где U — coust - значение нижнего пои рога срабатывания.

Соответственно на выходе вспомогательного преобразователя время— амплитуда имеем

U =d (;+ „-+,)=42(,. „ и(++ )-"„Ие. )), ! где U — параметры, аналогичные

2 Ь ч (Пм °

Полученные значения амплитуд вспомогательного и основного преобразователей складываются аналоговым сув матором, на выходе которого формируется суммарный результирующий сигнал 2S с амплитудой

«ю (d„++)+7<((Lq+Q) 65 (и ) (0

Рассматривая зависимую от ампли- 30 туды стоп-импульсов часть уравнения, можно определить условие полной компенсации погрешности в рассматриваемом типе преобразователей время— амлитуда 35

Вй — +21)з8 Q

Следовательно, для полной компен- 4О сации зависимости результата преобразования от амплитуды стоп-сигнала необходимо, чтобы порог срабатывания US дискриминатора верхнего уровня был обратно пропорционален вели- 45 чине амплитуды а. невыполнение этого условия определяет низкую точность преобразования в известном устройстве, где БЕ=сопя .

В предлагаемом преобразователе при помощи аттенюатора, фазоинвертора и амплитудного ограничителя двумя прямыми аппрокснмируется гиперболнческая зависимость корректирующего напряжения U Второй аналоговый сумматор, аналоговое запоминающее устрой"- 5 ство и вторая линия задержки осуществляют смещение нулевой линии на входе дискриминатора верхнего уровня на величину U что равносильно смещению порога дискриминации верхнего уровня.

Поскольку характер оптимальной зависимости U от Пцпри отличных от простейшей экспоненциальной формах

Фронта нарастания стоп-импульса (а именно, быстрое изменение Пэ в о6ласти малых амплитуд фиксируемых сигналов и медленное изменение в области больших амплитуд) сохраняется, а в большинстве случаев усугубляется из-за малой крутизны начальных участков упомянутых импульсов. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений при работе с любыми источниками сигналов.

Формула изобретения

Преобразователь время — амплитуда, содержащий дискриминатор нижнего уровня, вход которого через первую линию задержки соединен со входной шиной Стоп, а выход соединен с первыми входами основного и вспомогательного преобразователей время— амплитуда, вторые входы которых подключены соответственно ко входной шине Старт и выходу дискриминатора верхнего уровня, соединенному с управляющим входом дискриминатора нижнего уровня, выходы основного и вспомогательного преобразователей время — амплитуда соединены со входами аналогового сумматора, выход которого соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены дополнительная линия задержки и последовательно сое;диненные аттенюатор, фазоинвертор, I амплитудный ограничитель, аналоговое запоминающее устройство, допол нительный аналоговый сумматор, выход которого соединен со входом дискриминатора верхнего уровня, второй вход дополнительного аналогового сувеаатора через дополнительную линию задержки соединен со входной шиной Стоп устройства и входом аттенюатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Nuclear Instruments and

Methods 1970, В 81, с. 280-284.

2. Nuclear Тпэ1гапеп .э and

Methods 1967 В 53, с. 349-351 (прототип).

86902&

Составитель В. Махнанов

Техред С.Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Редактор Л. Пчелинская

Закаэ 8355/84

Тираа 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4