Устройство для устранения потерь счета в спектрометре Советский патент 1992 года по МПК G01T1/36 

1

(21)4163531/25 (22) 15.12.86 (46)07.11.92. Бюл. №41 (72) З.А.Бунж

(56)Ковальский Е. Ядерная электроника. М.. Атомиздат, 1972. с.203-204.

Авторское свидетельство СССР № 1354963. кл. G 01 Т 1/36. 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1220462.кл. G 01 Т 1/36. 1984.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ПОТЕРЬ СЧЕТА В СПЕКТРОМЕТРЕ

(57)Изобретение относится к области ядер- .ного приборостроения и может быть использовано для устранения потерь счета в прецизионных спектрометрах ядерных излучений. Целью изобретения является повышение точности амплитудного анализа, а также увеличение надежности и помехозащищенности устройства. Устройство содержит линейный ключ, формирователь, два (п+1)-разрядных счетчика, демультиплексор и мультиплексор с управляющими входами, элементы памяти, амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП), две (п+1)-разряд- ные схемы сравнения, три инвертора. Логика устройства построена таким образом, что амплитуды входных импульсов последовательно запоминаются на элементах памяти, одновременно последовательно обрабатываются АЦП. причем обработка последующего импульса запрещена пока не обработаны предыдущие. При определенной разнице между числами пришедших и обработанных импульсов, зависящей от разрядности счетчиков, входная схема линейного ключа блокируется и ждет конца обработки анализируемого в данный момент импульса. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано для устранения потерь счета в прецизионных спектрометрах ядерных излучений.

Целью изобретения является повышение точности амплитудного анализа путем снижения погрешности измерений спектрометра за счет исключения записи следующего импульса в элементы памяти пока не обработана амплитуда предыдущих импульсов при определенной разнице между поступившими и обработанными импульсами, увеличение помехозащищенности путем исключения элементоо. в которых помеха могла заниматься, а также увеличение надежности путем упрощения устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит формирователь 1. первый (п+1)-разрядный счетчик 2 импульсов, демультиплексор 3 с п управляющими входами, m элементов 4 запоминания амплитуды импульсов, мультиплексор 5cm входами и п управляющими входами, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, первую схему 7 сравнения чисел с (п+1) входами в первой и второй группах входов, второй (п+1)-разрядный счетчик В импульсов, вторую схему 9 сравнения чисел с {п+1) входами в первой и второй группах входов.

Jbю го ю ел го

первый 10, второй i 1 и третий 12 инверторы и линейный ключ 13.

Линейный ключ 13, информационный вход которого является входом устройства, подсоединен выходом к информационному входу демультиплексора 3 и к счетному входу счетчика 2 импульсов через формирователь 1, разрядные выходы которого, кроме старшего, соединены с соответствующими управляющими входами демультиплексора 3, подключенного выходами через соответствующие элементы 4 памяти к информационным входам мультиплексора 5. Выход последнего соединен с информационным входом АЦП 6, цифровые выходы которого являются выходами устройства, а выход готовности которого, являющийся выходом окончания преобразования устройства, подключен к счетному входу второго счетчика 8, подсоединенного разрядными выходами, кроме старшего, к соответствующим управляющим входам мультиплексора 5, а входом обнуления, являющимся входом сброса устройства, с входом обнуления счетчика 2, первые входы схем 7 и 9 сравнения соединены с выходами разрядов счетчика 8, а вторые входы - с выходами разрядов счетчика 2, при этом вход старшего разряда схемы 9 сравнения через инвертор 11 соединен с выходом старшего р53р;1да счетчика , выход схемы 7 через инвертор 10 подсое- динтзи к управляющему входу АЦП б, а ин- 5 е р с н ы и выход схемы 9 сравнения (проинвертированный на инверторе 12) со- едичен с входом управлени й линейного ключа 13. В качестве выходоо схем 7 и 9 ср- онония используются выходы Равно.

Устройство для устранения потерь счета R спектрометре работает следующим образом.

Вход устройства подключают к измерительному преобразователю, а выход - к запоминающему блоку спектрометра (не показаны). Перед началом работы по входу Сброс устройства обнуляют счетчики 2 и 8. При этом пока на вход устройства не поступит первый входной импульс на проин- вертированном выходе схемы 7 сравнения имеется сигнал {логический ноль), запрещающий работу АЦП 6. Вход устройства через ключ 13 и демультиплексор 3 соединен с первым элементом 4 памяти, выход которого через мультиплексор 5 подключен к входу АЦП 6. При поступлении первого ймпульса на вход устройства он проходит через ключ 13, демультиплексор 3 и по амплитуде запоминается в первом элементе 4 памяти. В качестве элементов памяти используются устройства выборки и хранения (УВХ), сигнал строба для которых получается из входного сигнала путем дифференцирования и формирования по длительности, равной переднему фронту импульса (1-1,5 мкс), с помощью формирователя на компараторе.

Этот же входной импульс проходит через формирователь 1, который из импульсов разной амплитуды формирует импульсы с амплитудой, равной логической единице, и с длительностью, равной длительности

входного импульса. При переходе входного импульса с единицы на ноль счетчик 2 переходит в первое состояние и через демультиплексор 3 подключает к входу устройства второй элемент 4 памяти. Одновременно на

инверсном выходе схемы 7 сравнения появляется единичный сигнал, приложенный к управляющему входу АЦП 6, который запускается и преобразует амплитуду первого импульса в цифровой код. В конце цикла

преобразования АЦП 6 выдает сигнал готовности на выходе Конец преобразования, который одновременно с цифровым кодом, соответствующим амплитуде преобразуемого импульса, подается на запоминающий

блок спектрометра. В блоке памяти спектрометра по адресу, соответствующему цифровому коду преобразуемого входного импульса, присчитывается единица. Одновременно этот же сигнал проходит на счетный вход счетчика 8, переводит его в первое состояние, т.е. через мультиплексор 5 подключает вход АЦП 6 к второму элементу 4 памяти. Если за время преобразования первого импульса на вход устройства поступит

второй импульс, то он аналогично запоминается на втором элементе 4 памяти и по его спаду счетчих 2 переходит во второе состояние, т.е. подключит к входу устройства через демультиплексор 3 третий элемент 4

памяти. В этом случае после окончания преобразования амплитуды первого импульса в цифровой код и перехода счетчика 8 в первое положение сигнал на выходе схемы 7 сравнения сохраняется, чем запускается

следующий цикл преобразования АЦП 6, так как во втором элементе 4 памяти уже имеется амплитуда второго импульса. После окончания второго цикла преобразования, если за это время не пришел третий входной импульс, сигнал с выхода готовности АЦП 6 переводит счетчик 8 во второе состояние, при этом, так как счетчики 2 и 8 находятся в одинаковых состояниях, на выходе схемы 7 сравнения появляется сигнал нулевого

уровня, запрещающий АЦП 6 начинать новый цикл преобразования до момента, когда на вход устройства поступит третий входной импульс, который после запоминания в третьем элементе 4 памяти переведет счетчик 2 в третье состояние и через схему 7

Сравнения снимет запрещающий сигнал с управляющего входа АЦП 6.

Если счетчик 2 и 8 имеет коэффициент пересчета где п - разрядность демуль- типлексора 3 и мультиплексора 5, то после прихода входного импульса будут заполнены все элементы 4 памяти, счетчик 2 переходит в состояние, при котором его старший разряд находится в единичном состоянии, а все младшие разряды, подключенные к входам управления демуль- типлексора 3, находятся в нулевом состоянии. После этого ()-й входной импульс будет запоминаться в первом элементе 4 памяти.

Таким образом, если разность между количеством приходящих и обработанных импульсов не превышает 2, исключаются потери импульсов, пришедших в течение времени преобразования АЦП 6, что позволяет устранить потери счета при регистрации статистических последооательисстей импульсов. Однако, если разность приходящих на зход устройства и обработанных импульсов составит 2, то после запоминания амплитуды импульса в последнем свободном элементе 4 памяти счетчик 2 переходит в состояние, в котором все младшие разряды, пгдключенные к входам управления де- мультиплексора 3, находятся в состоянии, равном состоянию младших разрядов счетчика 8, подключенных к мультиплексору 5, а старшие разряды счетчикоо 2 и 8 находятся в разных состояниях.. Благодаря тому, что старший разряд счетчика 2 подключен к входу старшего разряда схемы 7 сравнения непосредственно, а к входу старшего разряда схемы 9 сравнения через инвертор 11, на инверсном выходе схемы 9 сравнения появится нулевой сигнал, который заблокирует ключ 13 до момента, пока закончится обработка очередного входного импульса, чем устраняется возможность повторной записи амплитуды следующего входного импульса в элемент 4 памяти, амплитуда предыдущего запомненного входного импульса которого еще не обработана, что снижает погрешность измерения спектра.

В известном техническом решении для достижения этого необходимо в 4,,,8 раз увеличить количество элементов памяти, что приводит к увеличению разрядности мультиплексора и демультиплексора, необходимости использования их ступенчатого включения, а также увеличению разрядности счетчиков импульсов и сравнивающего устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве повышается надежность за счет уменьLUetniM КОЛИМеС, I НП иЧОЛППГ. Vlor.lOliKlfl и

уменыпеиич coo/umfMiiin п ЛЛРК мл печлиитй плате.

Формула изобретения

Устройство для устрянения потерь счета в спектрометре ядерных излучений, содержащее формирователь, выход когорого соединен с входом первого счетчика импульсов, а вход - с входом демультиплексора. п входов управления которого соединены с первыми п выходами первоги счетчика импульсов, m выходов демультиплексора через m соответствующих эломентов запоминания амплитуды импульсов соединены с входами мульгиплексора, выход которого соединен с входом аналого- цифрового преобразователя, выходы которого являются выходами устройства, а

также второй счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом Конец преобразования анялого-ци4 рового преобразователя, п первых Езыходов второго счетчика импульсов соединены с входами

управления мультиплексора и п - первыми входами из группь пергзых входов первой схемы сраонения 4t,., „;i. п первых входов из группы кгорых а.оцог- i оторой соединены с п nopohif- H выходам1,; первого счетчика fr.iпульсов, ycTaHOBOMfibip входы обоих счсгчи- KOt импульсов соединены с шиной Сброс , отличающееся тем, что, с целью п01;1.1шения точности амплитудного анализа, увеличения надежноеги и помехозащиЩ(-;нности, в него введены вторая схема сравнения исел, тр., инвертора и линейный ключ, причем обе счетчи.чя импульсов и обе схемы сравнения чисел выполнены с числом разрядов, равным jul, входом устройства

является информационный вход линейного ключа, выход которого соединен с входом формирователя, (nt1)-e входы из группы первых 1-1 вторых входов первой схемы сравнения чисел coeдинet ы соответственно с

(п+1)-ми выходами второго и первого счетчиков импульсов, выход первой схемы сравнения чисел через первый инвертор соединен с входом Начало преобразования аналого-цифрового преобразователя, все (ni-1)

входов из первой группы входов и п первых входов из второй группы входов второй схемы сравнения чисел соединены параллельно соответствующим входам первой схемы сравнения чисел, ()-й вход из группы вторых входов пераой схемы сравнения чисел соединен через второй инвертор с соответствующим входом второй схемы сравнения чисел, выход которой через третий инвертор соединен с входом управления линейного ключа.

.,