Цифровой фотометр Советский патент 1988 года по МПК G01J1/44 

ю

оо

I Изобретение относится к фотомет- р:яи и может быть использов.ано в устройствах ввода полутоновых фотографических изображений в ЭВМ.

; Цель изобретения - увеличение быст рЬдействия и обеспечение удобства пЬедставления информации.

На чертеже представлена схема ффрового фотометра.

Цифровой фотометр состоит из фотоумножителя (ФЭУ) 1 с динодами 2, под- кшоченными через нагрузочные сопротив ения 3 к делителям 4 напряжения на езисторах, усилителей 5, входы котор ых подключены к нагрузочным сопротивениям 3, а выходы - к соответству- фцим входам аналого-цифровых преобра- ователей (АЦП) 6, выходы которых че ез развязывающие оптроны 7 подключены к блоку 8 автоматического выбора порядка и мантиссы, и изолированньк сточников 9 питания.

Устройство работает следующим об- азом. .

При воздействии света на фотока- од ФЭУ на его динодах практически дновременно появляется токовый сигал .. I

J

Чо- - 1)1ц,

где j - порядковый номер динода dj отсчитываемый со стороны

I катода;

I t - коэффициент усиления динода

I k фотокатода.

I Напряжение питания ФЭУ выбрано та что .tJ 2 . Таким образом, токо1 вые сигналы с выбранных динодов возiрастают по мере приближения к аноду по степеням двойки.

К каждому k-му диноду через соответствующее нагрузочное сопротивлени 3 и усилитель 5 подключен i-разряд- ный АЦП 6 с выходным сигналом, име- кяцим прямой двоичный код. Число вводимых АЦП m определяется по формуле

d фк

J

го

20ilg2

где динамический диапазон тока

катода ФЭУ в децибеллах; i - разрядность АЦП. Разрядность i каждого АЦП можно быпо бы взять максимально большой,, сведя тем самым к минимуму число узлов, состоящих из усилителей, АЦП и источников питания. С другой стороны, ее не имеет смысла брать больше

д

п

5

0

Q

с

0

5

той величины, которая необходима для оцифровки линейного участка характеристики тока динода. Поэтому разрядность должна быть не более отношения d/20 Ig2, где d - динамический диапазон тока динодов ФЭУ в децибеллах. Узлы оцифровки (усилитель, АЦП, блок питания) подключают к каждому k-му.диноду, где k L/m, а L - общее число динодов ФЭУ. Такое подключение входов АЦП к динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый сигнал возрастает пропорционально 2, позволяет объединять выходы АЦП в многоразрядную сетку, обеспечивая высокое быстродействие устройства во всем диапазоне изменения сигнала, обеспечиваемом катодом ФЭУ.

Введение m АЦП обусловлено необходимостью расширения разрядной сетки преобразователя и перехода к параллельному способу съема сигналов с динодов ФЭУ.

Введение m усилителей, выходные сигналы Которых относятся как 2, что удобно для обработки информации цифровыми средствами, обусловлено необходимостью согласования токовых сигналов, снимаемых с динодов ФЭУ, и входных сигналов АЦП.

Введение та изолированных низковольтных источников питания и N

i-in развязывающих узлов обусловлено- необходимостью гальванической развязки высоковольтных цепей ФЭУ с низковольтным блоком обработки сигналов.

Введение блока автоматического выбора порядка и мантиссы необходимо для выдепения заданного числа S значащих разрядов в цифровом коде на выходах АЦП. Это связано с тем, что при малых световых сигналах в выходном цифровом коде старшие разряды не несут полезной информации. С другой . стороны, при больших световых потоках последние диноды ФЭУ входят в насыщение, и соответствуюшде им младшие разряды выходного сигнала не содержат полезной информации об измеряемом световом потоке. Таким образом, полезная информация содержится лишь в определенном числе S ; N значащих разрядов цифрового кода. Блок автоматического выбора порядка и мантиссы зьщеляет эти S значащих разрядов (мантиссу выходного кода) и задает их местоположение в цифровом коде на выходах АЦП, которое зависит от

величины входного светового потока, в виде порядка выходного кода.

Число значащих разрядов мантиссы S выбирают, исходя из реально реализуемой или заданной относительной погрешности измерений.

Формула изобретения Цифровой фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения и усилитель,который подключен к выбранному диноду через соответствующее нагрузочное сопротивление, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и удобства представления информации, в него введены m аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с изолирован

5

ными источниками питания, блок автоматического выбора порядка и мантиссы, т-1 дополнительных нагрузочных сопротивлений и т-1 дополнительных усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, обеспечивающими отношение выходных напряжений k-ro и (k-l)-ro усилителей, равным п , где п 2, i-разрядность АЦП, при этом m АЦП подключены к m динодам через соответствующие усилители и нагрузочные сопротивления, а выходы АЦП через развязывающие элементы подключены к входам блока автоматического выбора порядка и мантиссы, выходные коды которого и коды АЦП;, представлены в системе счисления с основанием п.

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в устройствах ввода полутоновых фотографических изображений в ЭВМ. Цель изобретения - увеличение быстродействия во всем динамическом диапазоне тока фотокатода ФЭУ с представлением выходного двоичного кода в виде .мантиссы и порядка. Это достигается таким подключением входов нескольких аналого-цифровых преобразователей (АЦП) к определенным динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый сиг1яал возрастает по степеням двойки. При этом выходы всех АЦП, образуя многоразрядную сетку, подключены через развязьшающие элементы к блоку автоматического выбора порядка и мантиссы, в котором происходит вьщеление значащих разрядов выходного кода АЦП. 1 ил. СО

ЖЕЗГ

.м