Устройство регистрации сигналов фотоэлектронных умножителей Советский патент 1988 года по МПК G01T1/208 

со

Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано при исследовании материалов с помощью оптических средств, в частности для диагностики плазмы по томсоновскому рассеянию. Цель изобретения - повышение точности регистрации при одновременном упрощении устройства. Применена новая функциональная и схемная организация устройства в которой интегрирование импульсов, поступающих с фотоэлектронного умножителя, производится непосредственно в предусилителе, причем плоская вершина и спад выходного импульса преду- силителя формируются специальным ча- стотозависимым элементом, включенным в О.С, усилителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 з.п. ф-лы. (Л

сл

со

11

Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано при исследовании материалов с помощью оптических средств, в частности для диагностики плазмы по томсонов- скому рассеянию.

Цель изобретения - повьппение точности регистрации и упрощение устрой ства.

Включение конденсатора в канал отрицательной обратной связи пред- усилителя позволило интегрировать импульсы с выхода фотоэлектронного умножителя непосредственно в преду- силителе. Частотозависимый элемент, включенный параллельно конденсатору4 формирует плоскую вершину и спад выходного импульса предусилителя. Длительность плоской вершины выходного импульса предусилителя, определяемая параметрами частотозависимого элемента, должна превьш1ать длительность управляющего импульса, формируемого одновибратором. Постоянная времени спада плоской вершины выходного импульса предусилителя определяется емкостью конденсатора и параметрами частотозависимого элемента. Таким образом, использование частотозависимо- го элемента, восстанавливающего нулевую линию на выходе предусилителя, дает возможность обойтись без электронного ключа, который служит для той же цели в активном интеграторе из- вестного устройства. Это уменьшает емкость конденсатора. Уменьшение емкости конденсатора, включенного в канал отрицательной обратной связи предусилителя, а также непосредственнов подключение конденсатора и входа, предусилителя к выходу фотоэлектронного умножителя позволяет существенно увеличить чувствительность преду-1 силителя. Это дает возможность исключить широкополосный входной усилитель что упрощает входную часть данного устройства.

Нормально замкнутый первый электронный ключ, включенньй после первого разделительного конденсатора, одновременно выполняет функции линейного пропускателя сигналов и восстановителя постоянной составляющей. Введение этого ключа упрощает схему, устраняет первую составляющую погрешности и исключает связанную с ней регулировку. Высокие требования к напряжению смещения нуля .согласующего

Q

5 0 5 0 5 JQ

0

5

592

повторителя напряжения не предъявляются, так как за повторителем включен второй разделительный конденсатор, который вместе с вторым электроннь1м ключем выполняет функцию зйпоминаю- щего устройства, а нормально разомкнутый второй электронный ключ - функцию восстановителя нулевой составляющей. Следовательно, введение второго разделительного конденсатора и второго электронного ключа исключает активный интегратор и третью и четвертую составляющие погрешности и связанную с ней регулировку. Вторая составляющая погрешности в пред- лагаемом устройстве значительно уменьшается тем, что первый и второй электронный ключи работают в противо- фазе, а следовательно, их коммутационные помехи компенсируют друг друга.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство регистрации сигналов фотоэлектронных умножителей содержит соединение последовательно предуси- литель 1, разделительный конденсатор

2, повторитель 3 напряжения, разделительный конденсатор 4, выходной усилитель 5. Выход предусилителя через конденсатор 6 и частотозависимый элемент 7, соединенные между собой параллельно, соединен с инвертирующим входом предусилителя 1. Электронный ключ 8 первым выводом соединен с точкой соединения разделительного кон- денсатора 2 и повторителя 3, а вторым выводом - с нулевой шиной питания. Электронный ключ 9 и резистор 10 первыми выводами соединены с точкой соединения разделительного конденсатора 4 выходного усилителя 5, а вторыми выводами - с нулевой шиной питания. Управляющий вход электронного ключа 9 соединены с прямым входом одновиб- ратора 11, инверсный выход которого соединен с входом элемента 12 задержки, выходом соединенного с управляющим входом электронного ключа 8.

Частотозависимый элемент 7 содержит последовательно соединенные резисторы 13, 14 и 15, причем первый вывод резистора 13 соединен с первым выводом частотозависимого элемента, а второй вывод резистора 15 - с вторым выводом частотозависимого элемента. Первые выводы конденсаторов 16

и 17 соединены соответственно с точками соединения резисторов 13, 14 и 14, 15, а вторые выводы - с нулевой шиной питания.

Инвертирующий вход предусилителя 1 соединен с входом 18 устрдйства, выход выходного усилителя 5 - с выходом 19 устройства, вход одновибра- тора 11 - с входом 20 управления устройства.

Устройство работает следующим образом,

До момента t электронный ключ 8 замкнут и на второй обкладке разделительного конденсатора 2 (вход повторителя 3 напряжения) поддерживается нулевой потенциал (Uj). Электрон ный ключ 9 разомкнут и на второй обкладке разделительного конденсатора 4 (входе выходного усилителя) потенциал определяетЬя произведением суммы токов утечки конденсатора 4, разомкну- того ключа 9, входного тока усилителя 5 на сопротивление резистора 10. В момент времени t на управляющий вход 20 устройства поступает импульс отрицательной ТТЛ логики, опере- жающий вспьшку, регистрируемую фотоэлектронным умножителем.

Задержка между импульсом синхронизации и вспьшкой, регистрируемой фотоэлектронным умножителем, задается внешним устройством управления. Время задержки должно быть достаточным дпя того, чтобы к моменту прихода регистрируемого импульса в устройстве за- кончились переходные процессы, связанные с коммутацией электронных ключей. Время задержки должно быть достаточно малым для того, чтобы с момента размыкания первого электронного ключа до момента прихода регистрируемого импульса потенциал на входе повторителя практически не изменился. Изменение потенциала на входе повторителя обусловлено зарядкой первого разделительного конденсатора токами утечки конденсатора, разомкнутого электронного ключа и входным током повторителя напряжения. При надлежащем выборе элементов, номинала конденсатора и в-ремени задержки это изменение потенциала пренебрежимо мало.

0

« 5

5

О 5 Q

5

Формула изобретения

и упрощения устройства, в него введены конденсатор, частотозависимый элемент, повторитель напряжения, второй электронный ключ, резистор и элемент задержки, причем конденсатор и частотозависимый элемент соединены между собой параллельно и подсоединены с одной стороны к входу предусилителя, а с другой - к выходу предусилителя, предусилитель, первый разделительный «конденсатор, повторитель напряжения, второй разделительный конденсатор, выходной усилитель соединены п6следоват,ельно, первые выводы первого и второго электронных ключей соединены соответственно с входом повторителя напряжения и с входом выходного усилителя, вторые выводы первого и второго электронных ключей соединены с нулевой шиной питания, первый и второй выводы резистора соединены соответственно, с входом выходного усилителя и нулевой шиной питания, управляющий вход второго электронного ключа соединен с прямым выходом одновибратора, инверсный выход одновибратора соединен с входом элемента задрежки, выходом соединенного с управляющим входом первого электронного ключа.

с первой и второй точками соединения резисторов, а вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с нулевой шиной питания.

r ii1374159