Устройство для регистрации информации с пропорциональных камер Советский патент 1983 года по МПК G01T7/00 

Изобретение относится к детекторам элементарных частиц и ядер и может быть использовано в физических лабораториях и в прикладных областях науки и техники, занимающихся экспериментальными исследоваииями.

Известно устройство для регистрации информации с пропорциональных камер, содержащее усилители-формирователи сигнала с пропорциональных камер, задержки данных с усилителей для совпадения по сигнал-у Быстрое ИЛИ и служащим триггерным сигналом память триггера для запоминания данных и схему считывания информации. Регистрация информации осуществляется следующим образом. Сигналы с пропорциональных камер усиливаются и преобразуются формирователями в цифровую форму. В случае полезного события, что определяется по величине амплитуды входного сигнала, усилителем-формирователем формируется импульс данных и вырабатывается сигнал Быстрое ИЛИ. Этот сигнал поступает в блок отбора события и вызывает формирование строба записи. На время опаздывания строба записи в каждый информационный канал вводится задержка. По стробу записи информация заносится в память триггера, а затем считывается в ЭВМ iJОднако применение таких устройств в эксперименте с использованием интенсивного и короткого сброса пучка ускорителя, работающего как правило, именно в таком режиме, приводит к непроизводительной работе ускорителя ввиду большого мертвого времени системы считывания информации и памяти триггера только на один отсчет.

Недостатком является также отсутствие возможности получения с высоким разрешением необходимой информации о временном распредел ении

событий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устiJOйcтвo, содержащее блок управления, /,ыход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, оперативного за поминающего устройства (ОЗУ), усилителей-формирователей, регистра адреса. Вход данных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-формирователей, на входы которых поступает информация с сигнальных проволочек пропорциональных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соединен с первым входом блока управления. Кроме того состав устройства входят ворота Быстрое ИЛИ и ЭВМ.

Информация с пропорциональных камер преобразуется- усилителями-формирователями в цифровую форму и записывается в ОЗУ синхроимпульсами генератора. Запись осуществляется в течение промежутка времени, определяемого частотой синхроимпульсов и емкостью ОЗУ. Если в данном временно интервале было хотя бы одно полезное событие, признаком чего служит появление сигнала Быстрое ИЛИ, устанавливающим флаг, вся информация из ОЗУ считывается в ЭВМ, где программным путем осуществляется выделение и обработка полезных событий. При oTcSTствии появления сигнала Быстрое ИЛИ запускается новый цикл записи информации в ОЗУ 2 .

Необходимость выделения информаци связана с тем, что устройство не позволяет непрсредственно указать количество и адреса ячеек ОЗУ, содержащих полезную информацию, и требуется опрос всего содержимого ОЗУ. Следствием этого недостатка устройства являются затраты на передачу и работу программы выделения событий для данных, не несущих полезной информации.

Цель изобретения - повышение эффективности регистрации полезных событий за счет временного совмещения процесса записи входной информации с отбором и накоплением в ОЗУ только полез ных событий.

Поставленная -цель достигается тем что в устройство для регистрации информации с пропорциональных камер, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, ОЗУ, усилителей-формирователей, регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-формирователей на входы кторых поступает информация с сигнальных проволочек пропорцио-.-нальных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соединен с первым входом блоблока управления, введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий,блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом.блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ соединен с первым входом ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу блока управления, к выходу которого подключен первый вход блока поиска адреса свободной ОЗУ/ а триггерный сигнал с .выхода блока отбора события поступает на четвёртые входы блок;а признаков события и блока поиска адреса свобод ной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регистрационных датчиков и электронной аппаратуры блока отбора событий, на К периодов относительно синхроимпульсов генератора. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 управления, ОЗУ 2, генератор 3 синхросигналов, блок 4 признаков события, блок 5 отбора событий, усилителиформирователя 6, элемент 7 задержки блок 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, пропорциональные камеры 9, регистр 10 адреса и схему ИЛИ-НЕ 11. Блок признаков события служит для определения и хранения идентификационных параметров и характеристик каждого полезного события. Он содержит счетчик номера синхроимпульса N, счетчик номера события N, регистр набора событий R-jj, память йля хранения признаков в Nj., которое берется с выхода соответствующего счет чика и адреса A-j- хранения полезного события в ОЗУ, поступающего с выхода элемента задержки. Конкретные системы при необходимости могут дополняться и другими признаками. Блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ осуществляет маскирование адреса ячейки памяти ОЗУ, в кот торую записано полезное событие, с последующей блокировкой выдачи его в систему и нахождение адреса свободной ячейки ОЗУ для записи в нее новой информации. Блок содержит регистр маски адреса R д для записи в него признака храненияв ОЗУ полезного события по любому адресу, логику формирования управляющего импульса, логику определения окончания на бора полезной статистики и считывания признаков. Схема ИЛИ-НЕ пропускает на счетны вход регистра адреса синхроимпульсы генератора или управляющие импульсы блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ. Работа всего устройства синхронизируется тактовыми импульсами генератора 3, который имеет вход для внешней синхронизации, что позволяет в случае работы нг. ускорителе с банчированной структурой использовать в качестве тактовых .сигнглн каокдого банча. Перед началом работы с выходэ блока 1.управления на первые входы блоков 2-6, 8 и 10 поступает служебная и управляющая информация, устанавливающая их в исходное состояние. Блоку усилителей-формирователей 6 задается порог дис риминации для сигналов с пропорциональных камер 9. Генератору 3 синхросигналов задается режим внутренней или внешней синхронизации. Электроника блока 5 отбора событий устанавливается в исходное состояние, регистр 10 адреса и регистр маски адреса полезного события R.A блоке 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ обнуляются. Счетчик номера события в блоке 4 признаков сбрасывается в ноль, в счетчик номера синхроимпульса N заносится двоичный код задержки триггерного сигнала блока 5 отбора событий относительно синхроимпульсов генератора. Задержка предварительно измеряется и должна составлять величину кратную длительности периода синхроимпульсов. В случае не выполнения этого требования в блоке отбора осуществляется искусственное .согласование задержки, для чего на блок отбора поступают синхросигналы генератора. Двоичный код задержки N определяется выражением Nj 2 - k, где п - разрядность Счетчика NC k число периодов за держки. В регистр набора событий RH заносится код числа набираемой статистики. Затем выделяется команда на разрешение работы генератора 3 синхросигналов, после чего вся ин(15 рмация с усилителей- юрмирователей 6, которые формируют сигнал от сработавших проволочек пропорциональных камер 9, записывается в ОЗУ 2. Адрес ячейки записываемой информации определяется содержимым регистра 10 адреса, которое одновременно поступает на вход элемента задержки 7 :и пятый вход блока 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ. В случае записи в ОЗУ полезного события блок отбора событий с задержкой на X периодов относительно синхроимпульсов генератора вырабатывает триггерный сигнал. Этот сигнал с выхода блока отбора событий поступает на четвертые входы блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки. В блоке признаков события он записывает в память признаков содержимое счетчика NC и адрес AT хранения данного события в ОЗУ, который поступает с вьтхода элемента задержки на третий вход блока признаков события. Запись признаков NC и А-р, а при необходимости и других, осуществляется по адресу, определяемому содержимым счетчика номера .события NT-Так как появление триг- , |Герного сигнала задерживается на 1 периодов относительно сйнхроимпульсов, элемент задержки на это же вре мя должен задерживать содержимое регистра адреса, по которому ранее данное событие было записано в ОЗУ. Одновременно триггерный сигнал заносит в регистр маски адреса полезного события Рдд.д признак хранения в ОЗУ по адресу А полезного событи Адрес A-f. хранения полезного события в ОЗУ поступает с выхода элемента задержки на третий вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ. По заднему фронту триггерного сигнала содержимое счетчика N увеличивается на единицу и, следовательно, при наки событий будут записаны последовательно. По заднему фронту синхроимпульса содержимое NJ.. также увеличивается на единицу, и начинается поиск адреса свободной ячейки ОЗУ для записи следующего отсчета. Поис осуществляется следующим образом. Если регистр маски адреса полезного события .д не содержит призна ка хранения полезного события по адресу, определяемому текущим содер жимым регистра адреса, поиск оканчивается. В противном случае блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ формирует управляющий импульс, который с выхода блока через схему ИЛИ-НЕ поступает на счетный вход регистра адреса и вновь увеличивает его содержимое на единицу. Такая процедура продолжается до нахождения адреса свободной ячейки. Когда содержимое счетчика номера события NT будет равно величине набираемой статистики, задаваемой в регистр R от блока управления, блок признаков события формирует сигнал Окончание набора статистики. Этот сигнал с выхода блока признаков события поступает на второй вход блока управления и вызывает запрос на передачу накопленной информации. В ответ на этот сигнал блок управления выдает генератору синхросигналов команду запрета работы и начинает считывание информации, В начеле считыв.аготся признаки события; его номер Njj., .адрес Apf. хрй нения события в ОЗУ, номер синхроимпульса N(. , которым событие запив ОЗУ. Номер события считывасо счетчика N-,-, признаки А и из памяти признаков. Далее в регистр адреса заносится адрес события A.J- и считывается информация из ОЗУ. Для считывания информации, о следующем событии содержимое счетчика номера событий уменьшается на единицу и выполняется описанная процедура. Сигнал уменьшения на единицу счетчика Nf поступает с выхода блока управления. Окончание считывания признаков определяются по нулевому содержанию счетчика номера событий. При этом блок признаков события формирует сигнал Конец передачи признаков. который, с выхода блока поступает- на второй вход блока управления. Блок управления при наличии сигнала Конец передачи признаков считывает информацию из ОЗУ и блокирует сигнал уменьшения на единицу счетчика номера с-обытия По окончании считывания информации блоки устройства вновь устанавливаются в исходное состояние и его работа может быть продолжена. Так как триггерного сигнала составляет 1с периодов, в памяти ОЗУ емкостью N слов можно накапливать и хранить максимум N-t« полезных событий. Исходя из этих ограниченийвеличина набираемой статистики не должна превышать указанного значения. Эффективность использования ОЗУ Для хранения полезной информации определяется выражением L 1. 1 -TQ.- В случае использования ОЗУ большой емкости N и высокого быстродействия блока отбора событий 11 N} эффективность использования ОЗУ : близка к 100%. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить эффективность регистрации полезных событий в 10-12 раз благодаря достигнутой возможности регистрации входной-информации с параллельным отбором и накоплением только полезных событийf существенно сократить время непроизводительной работы пучка ускорителя для набора полезной статистики; с высокой точностью получать информацию о временном распределении полезных событий.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ КАМЕР, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигнсшов, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, усилителейформирователей, регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами -соответствующих усилителей-формирователей, на входы которых поступает информация с сигнальных проврлочек пропорциональных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соедийен с первым входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повы- . шения эффективности регистрации полезных событий путем временного совмещения процесса записи входной ин формации с отбором и накоплением в ОЗУ только полезных событий, в него введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий, блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки, выход которого соединен с треi тьими входами блока .признаков события и блока поиска адреса свободной (Л ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ соединен с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу блока управления, к выходу которого подключен первый вход блока поиска свободной ячейки ОЗУ,-а тригел СЛ герный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входы блока признаков события и блока по- tc иска адреса свободной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регист г рационных датчиков и электронной аппаратуры блока, отбора событий, на k периодов относительно синхроимпульсов генератора.