Система токопроводов питания динодов импульсного электронного умножителя Советский патент 1984 года по МПК H01J43/18 

П

LMMMM/ Изобретение относится к технике измерений импульсных излучений, и может быть использовано, например, в диссекторах/ электронных и фотоэлектронных умножителях. Известна система токопроводов питания динодов фотоэлектронного умножителя, в котором каждый динод соединен с соответствующем ему звеном делителя напряжения С13. Недостатком такой системы токопроводов питания является относител но небольшое быстродействие фотоэле тронного устройства, в котором она примейяётся. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система токопроводов питания динодо импульсного электронного умножителя содержащая проводник в каждом звене динодов. В случае работы в импульсн режиме звенья делителя шунтируют ко денсаторами для устранения скачков потенциала динодов Г21. Однако при использовании, совреме ных импульсных умножителей, выходной .ток которых может достигать 1 А габариты делителя напряжения существенно возрастшот/ что ведет к значительному увеличению длины соединяющих проводников и соответствен но их индуктивности. Последняя препятствует нарастанию тока динодов, уменьшая быстродействие умножителей К аналогичным последствиям приводит также увеличение длины выводов дино дов внутри оболочки умножителя. : . Цель изобретения - увеличение быстродействия импульсного умножите путем уменьшения индуктивного сопро тивления токопроводов. Поставленная цель достигается тем, что в системе токопроводов пит ния динодов импульсного электронног умножителя, содержащей проводник в каждом звене динодов, в каждое звен системы питания динодов параллельно проводнику введен дополнительный проводник и каждый из проводников, индуктивно связан с одним из провод ников соседнего звена. На . 1 изображена схема систе мы токопроводов в составе делителя и умножителя, а также распределения токов динодов (стрелки указывают на правление движения электронов/J на фиг. 2 - эквивалентная схема делителя в импульсном режиме для описанного устройства и прототипа. Система со хержит (фиг.1) да1ноды 1-4 импульсногсэ электронного умно жителя 5, его фотокатод 6 и коллектор 7, резисторы делителя 8-1 - 8-5 ( R 5 ) i шунтирующие конденсаторы 9-1 - 9-5 (С 5 ), измерительный резистор 10 ( RHJ, ) , с которого снимается выходной сигнал утлножителя. Ток каждого из динодов состоит из двух компонентов: первичного i тока падающих на динод э 1ектронов и вторичного .1 тока эмиттерованных электронов. Причем компонента первичного тока i, каждог э динода с точностью до коэффициента сбора электронов равна компоненте вторичного тока i. предыдущего динода. Следовательно, выполнение проводников для соединения каждого звенам делителя с линодами двойным Ьрбводником, каждай иэ которых максимально сближен с одним из проводников от соседних звеньев N-1 иЫ+1 делителя, приводит к, тому, что по сближенньм проводам протекают противоположно направленные токи практически равной величины (коэффициевт сбора электронов по своей величине несущественно отличается от единицы),, т.е. достигается минимальное индуктивное сопротивление делителя. Это видно из анализа эквивалентной схемы делителя в импульсном режиме (фиг.2). При рассмотрении полагаем коэффициент сбора электронов динодами i 1, активные сопротивления проводников , а индуктивности L п оводннков в каждом звене и коэффициенты взаимоиндукции М проводников в.смежяьос звеньях одинаковьвхш. Обозначим коэффициент индуктивной связи медду токопроводами сиеTeNffii с сщиночньоАи проводниками KQ, а коэффициент индуктивной связи между проводниками соседних звеньев - К. Тогда соответствукщие коэффициенты взаимоиндукции будут равны MO КдЬ И М K.L. (1) . Источники тока, .включенные между динодами, имитируют усиление и нарастание во времени тока в электронном умножителе. , причем связь между этими токами следующая: . . f2 где 6 - коэффициент усиления динодов. Рассмотрим N - звено делителя. Очевидно, что , N-3 vv v(. f а .. -fe 1 - токи в левой и правой где t и 1 ветвях соответственно каждого из звеньев (фиг. 2а). Обозначим HJ у const для всех звеньев для каждого момента времени. Из условия равенства напряжений в обеих ветвях казкдого звена делителя следует уравнение: „J..fii.fl,« к- dt 1 dt о oft 0 dt -М - ijt N-n .. - dt « dtt Отсюда, используя соотношения (2-4} между токам в звеньях, oni eделйм оСйошение токов в ветвях одно го aaeuat ,.т « М - параметр, характеризуюйщй эффек тивность уменьшения индуктивнос сопротивления. ртношение же токов в свитых проводниках смежных звеньев равно .Из выражения {6а) и (7) следует, что при сильной индуктивной связи .мвщду ветвями свитых проводников, т.е. при К в 1, достигается равенство у 6 , т.е. обеспечивается ми нимальное индуктивное сопротивление токопроводов.: В тех же допущениях напряжение на N - токопроводе прототипа (фиг.2 представится в следующем виде: км) .. 4NH rt. V Используя соотношения (5, 6 и 8) нетрудно получить количественную ха рактеристику уменьшения индуктивног сопротивления и соответственно возрастання быстродейств1ия в случае пред 1а1 аемой системы токопроводов. ivi/ -€ Здесь в- коэффициент, характериэуняций уменьшение индуктивного сопротивления , достигаемое в заявлент ном решении по отношению к прототипу. Из этого выЕ ажения с учетом соотношения (ба) легко определить величину коэффициента связи К, необходимого для уменьшения индуктивного сопротивления токопроводов в в раз при заданном коэффициенте связи К между токопроводами в случае прототипа. С учетом отсутствия эффективной индуктивной связи между концами проводников, .равенество (9) следует заменить неравенством: (-г 55L- 7О ча 7Т Использование опйсаиного включения проводников выгодно- отличает систему токопроводов питания динодов умножи- . теля от указанного прототипа, так как увеличивается скорость нарастания тока вследствие умножения индуктивного соп ютивления каждого звена. Расчет, выполненный для проводников длиной 100 N04 и диаметром 1 мм при типичном значении коэффициента усиления динодов , показал, что сбли)ение . проводников соседних звеньев на рассто}|ние 2 мм между собой в соответствии с предлагаемым техническим решением обеспечивает уменьшение индуктивного сопротивления в 8,4 раза по «равнению с прототипом, В результате возрастает быстродействие импульсного умножителя, что увеличивает сферу его применения.

. V

lN-1

СИСТЕМА ТОКОПРОВОДОВ ПИТАНИЯ. данодов ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УМЙОЖИТЕЛЯ, содержащая проводник в каждом звене динрдоэ, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия- импульсного умножителя путем, уменьшения индуктивного сопротивления токопроводов, в каждое звено динодов параллельно проводнику введен дополнительный проводник и каждый из проводников индуктивно связан с одним из проводников соседнего звенаi

Cff-2

9

(

MO

N-1

N

JN

(S:

MO

Nfl

Фиг. I