Импульсный фотометр Советский патент 1987 года по МПК G01J1/44 

к делителю .2 напряжения., шунтирующие ксжденсаторы 6, подключенные параллельно последним резисторам делителя напряжения, резисторы 4, включенные между анодом, последними динодами ФЭУ и делителем напряжения, инвертор 19, через который анод ФЭУ подключен к одному из входов схемы ИЛИ 20, другие входы которой соединены через разделительные конденсаторы 21 с соответствующими последними динодами. В устройство введен в каждую из последних междинодных секций резистор, включенный последовательно с резистором делителя на- .пряжения. К выходам последних секций Делителя напряжения подключены иден1

Изобретение относится к технике егистрации импульсного оптического злучения и может быть использовано - аппаратуре экспериментальной и рикладной гидрооптики, системах птической связи, локации и навигаии.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем повышения устойчивости фотометра к фоновой засветке.

. На чертеже приведена структурная схема фотометра.

Фотометр содержит фотоэлектронный умножитель ФЭУ 1, электроды которого соединены с выходами делителя 2 напряжения, подключенного к источнику 3 высокого напряжения, п резисторов 4 , включенных межд,у последними п динодами ФЭУ-1 и соответствующими выходами делителя 2 напряжения. В каждой из последних междинодных секций делителя 2 напряжения последовательно с резисто- ром делителя подключены п дополнительных резисторов 5. Все резисторы гсоследних секций делителя 2 напряжения зашунтированы п + 1 конденсаторами 6. К выходам последних секций делителя 2 напряжения подключены идентичные схемь, состоящие из двух групп одинаковых ключей 7 и 8 (9 и 10), (п + 1) пороговых элементов 11 (12) и п триггеров 13 (14).

тичные cxcMF.i, каж/тая из которых состоит из двух групп одинаковых ключей 7 и 8 (9 и 10), порогового элемента 11 (12) и триггера 13 (14). Анод ФЭУ соединен через резистор 16 нагрузки и через резистор 17, за- шунтированный конденсатором, с общей шиной источника 3 высокого напряжения. Анодный нагрузочный резистор 16 подключен также ко входу порогового элемента, выход которого соединен со вторым входом триггера последней междинодной секции, выход этого триггера соединен с соответствующим входом источника высокого напряжения и с управляющими входами ключей. 1 ил.

Входы ключей первой группы под-, ключены к точкам соединения дополнительных резисторов 5 с резисторами делителя, а выходы этих ключей - 5 к общей шине источника 3 высокого напряжения.

Вторые выводы дополнительных резисторов5 подключены к входам ключей второй группы, выходы которых

подключены к входам пороговых элементов 11, 12. Управляющие входы ключей обеих групп соединены с выходами триггеров 13, 14, к первым- входам которых подключены первые

выходы пороговых элементов, а к вторым входам подключены вторые выходы пороговых элементов, соответствующих последующим междинодным секциям делителя напряжения.

0 Анод 15 ФЭУ 1 подключен через резистор 16 нагрузки и резистор 17, зашунтированный конденсатором 18, к общей шине источника 3 напряжения и через инвертор 19 к одному из входов схемы ИЛИ 20.

Последние диноды ФЭУ 1 соединены через разделительные конденсаторы 21 с другими входами схемы ИЛИ 20. Анодный нагрузочный резистор 16

подключен к входу (п + 1)-го порогового элемента 22, выход которого подключен к второму входу триггера 14, соответствующего последней меж- динодной секции делителя 2. Выходы

5

n триггеров 13.и 14 подключены к соответствующим управляющим входам источника 3 высокого напряжения, выполненного программируемым.

Устройство работает следующим образом.

Фоновая засветка, например дневной свет, при воздействии на фоточувствительную поверхность ФЭУ 1 преобразуется в фототок, который: под действием электростатического поля, возбуждаемого делителем 2 напряжением, распространяется к аноду 15 ФЭУ 1, последовательно усиливаясь на дйнодах.

На резисторе 17, зашунтированном по импульсной составляющей конден- .сатором 18, постоянная составляющая фртотока анода 15 создает падение напряжения. Это напряжение прикладывается к входу порогового элемента 22, в котором происходит сравнение с пороговым напряжением, соответствующим допустимому значени постоянной составляющей анодного фототока.

Если величина напряжения на вход порогового элемента 22 не превышает пороговое напряжение, то сигнальные импульсы с последних динодов ФЭУ 1, нагруженных по импульсной составляющей резисторами 4, поступают через разделительные конденсаторы 21 на входы схемы ИЛИ 20, а импульс с анода 15, имеющий противоположную полярность, инвертируется инвертором 19 и поступает на вход схемы ИЛИ 20,

Прошедщие через сх ему ИЛИ 20 импульсы являются зарегистрированными сигналами.

При превышении порогового напряжения на выходе порогового элемента 22 появляется сигнал, который воздействует на второй вход триггера 14, входящего в схему, подключенную к последней междинодной секции делителя 2 напряжения. Состояние триггера 14 изменяется и на его выходе появляется сигнал, под воздействием которого ключи 9 и 10, подключенною управляющими входами к выходу триггера 14, замыкаются. При этом анод 15 ФЭУ 1 отключается, поскольку на резисторе делителя 2 напряжения, включенном между анодом 15 и последним динодом ФЭУ 1, падение напряжения отсутствует. Одновремен

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

сигнал с выхода триггера 14 воздействует на управляющий вход источника 3 высокого напряжения. Высо- кое напряжение на делителе 2 уменьшается до значения, при котором напряжения между динодами ФЭУ 1 остаются такими же, как и при полностью включенном делителе.

При замкнутом ключе 9 нагрузочный резистор 4 последнего динода под- клю чается к общей шине источника высокого напряжения через дополнительный резистор 5 последней межди- нодной секции делителя.

На этом резисторе, зашунтированном по импульсной составляющей конденсатором, постоянная составляющая фототока последнего динода ФЭУ 1 создает падение напряжения, которое через замкнутый ключ 10 прикладывается к входу порогового элемента 12, где происходит сравнение с верхним пороговым напряжением, соответствующим допустимому значению постоянной составляющей фототока последнего динода ФЭУ 1, и с нижним пороговым напряжением, при котором постоянная составляющая фото- тока анода 15 ФЭУ 1 меньше допустимого значения.

Если напряжение на входе порогового элемента 12 находится в преде- . ле между верхним и нижним пороговыми напряжениями, то управляющие сигналы на выходах порогового эле- мента 12 отсутствуют,, а сигнальные импульсы со всех динодов, нагруженных по импульсной составляющей ре- зисторами 4, поступают через разделительные конденсаторы 21 на соответствующие входы схемы .ИЛИ 20. Прошедшие через схему ИЛИ импульсы являются зарегистрированными сигналами.

Если напряжение на входе порогового элемента 12 меньше нижнего порогового напряжения, то на его первом выходе появляется сигнал, который воздействует на первый вход . триггера, триггер меняет свое состояние, сигнал с выхода триггер.а отсутствует, что приводит к размыканию ключей 9 и 10, одновременно снимается сигнал с соответствующего управляющего входа источника 3 вы сокого напряжения. Таким образом, делитель 2 напряжения оказывается полностью подключенным, что ПРИВОДИТ

к возобновлению работы анода-15 ФЭУ 1. При этом происходит сравнение постоянной составляющей фототока анода 15 на пороговом элементе 22 по вышеизложенному алгоритму, причем напряжение источника 3 высокого напряжения возрастает до исходной величины.

Если напряжение на входе порогового элемента 12 превьшшет верхнее пороговое напряжение, соответствующее допустимому значению постоянной составляющей фототока последнего динода ФЭУ, то на втором выходе порогового элемента 12 появляется сигнал, который поступает на второй вход триггера 13. Триггер перебрасывается и на его выходе появляется сигнал,, под воздействием которого ключи 7 и 8 замыкаются. В итоге происходит отключение последнего динода ФЭУ 1 и соответствующей ему секции делителя 2 напряжения, поскольку нагрузочный резистор предпоследнего динода ФЭУ 1 подключается через дополнительный резистор 5 и замкнутый ключ 7 к общей шине источника высокого напряжения. Одновременно под действием сигнала с выхода триггера 13 источник 3 вы- сокого напряжения уменьшает напряжение на делителе 2 до величины, пр которой напряжения между динодами ФЭУ 1 остаются таким же, как при полностью включенном делителе.

В дальнейшем происходит сравнение пряжения, с оотве тс твующего постоянной составляющей фототока предпоследнего динода ФЭУ 1 в пороговом элементе 11.

В результате сравнения фотометр либо остается в выбранном состоянии и сигнальные импульсы с нагрузочных резисторов 4 каждого из дино- дов, исключая последний динод и ано ФЭУ, поступают через разделительные конденсаторы 21 на соответствующие выходы схемы ИЛИ 20, либо происходи отключение предпоследнего динода при соответствующем изменении высокго напряжения источника 3, либо наоборот подключается последний динод ФЭУ 1.Таким образом, путем переключения динодов ФЭУ выбирается оптимальный режим работы фотометра. Формула изобретени

Импульсный фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), электроды которого подключены к

а

5

10

15

20

25

3- 15046

ходам делителя напряжения, ченного к источнику высокого напряжения, п резисторов, подключенных между п последними динодами ФЭУ и соответствующими выходами делителя напряжения, п + 1 конденсаторов, шунтирующих последние резисторы делителя напряжения, п разделительных конденсаторов, подключенных к п последним динодам ФЭУ, первый нагрузочный резистор и инвертор, подключенные к аноду ФЭУ, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений путем повышения устойчивости фотометра к . фоновой засветке, в него введены второй нагрузочньш резистор, зашунти- рованный конденсатором, п дополнительных резисторов, зашунтированных конденсаторами, две группы из п электронных ключей, п + 1 пороговых Элементов, п триггеров и схема ИЛИ, при этом каждый из п дополнительных резисторов, зашунтированных конденсаторами, подключен последовательно с резистором из п последних меж- динодных секций делителя напряжения, точки соединения резисторов подключены к входам первой группы п ключей, выходы которых подключены к общей шине источника высокого напряжения, вторые выводы дополнительных п резисторов подключены к входам второй группы п-ключей, -выходы которых подключены к входам п пороговых элементов, управляющие входы обеих групп ключей подключены к выходам п триггеров, к первым входам которых подключены первые выходы пороговых элементов, а к вторым входам подключены вторые выходы пороговых элементов, соответствующих последующим междинодным секциям делителя напряжения, причем нагрузочньм резистор ФЭУ подключен к общей шине источника вы- сокого напряжения через второй нагрузочный резистор,зашунтированный конденсатором, и подключен к входу (п+1)- го- порогового элемента,выход которого подключен к второму входу триггера noc-j ледней междинодной секции,при этом выход,, инвертора подключен к входу схемы ИЛИ, другие входы которой подключены к праз- .- делительным конденсаторам, а выходы каждого из п триггеров подключены к управляющим входам источника высокого на- . пряжения, выполненного программируемым.

30

35

40

45

50

55

Изобретение относится к технике регистрации импульсного оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности измерений путем повьшения устойчивости фотометра к фоновой засветке. Фотометр содержит фотоэлектронный умножитель 1, электроды которого подключены (Л 5 О № бя 18 ел о