Счетчик фотонов Советский патент 1992 года по МПК G01J1/44 

Изобретение каслется измерения параметров атмосферы и может быть Использовано для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике, лазерном зондировании атмосферы, космических исследованиях, спектроскопии, химии и др.

Целью изобретения является увеличение точности регистрации фотоимпульсов при больгаой интенсивности входно го по ток а.

На чертеже представлена функциональная схема счетчика фотонов.

Счетчик фотонов содержит фотоэлектронный умножи -ель (ФЗУ) , дискриминатор 2 одноэлектронных импульсов, N-разрядиый счетчик 3 импульсов, накапливающее оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 14, ЭВМ Ь, адресный .хчвтчик 6. управляемый тактовый геиег

ратор 7, триггер 8 режима, счетчик 9 числа посылок, схему 10 сихрюнизации, логический элемент ИЛИ II.

Выход ФЭУ Г подключен к входу дискриминатора 2 одноэлектронных импуль сов, а его выход - к счетному входу N-раэрядного счетчика 3 импульсов, его информационне выходы подключены к информационным входам ОЗУ 4, его информационные выходы подключены к входному регистру ЭВМ 5 и к информа- ционньгм входам счетчика 3. Синхроиьг- пульс (импульс запуска) поступает на первый вход схемы IО синхронизации, ее выход подключен к первому входу триггера 8 режима и к входу счетчика 9 числа посылок, выход счетчика числа посылок подключен к входу режима ОЗУ 4, к яходу требования прерывания ЭВМ 5, ко второму входу схесл

О) 00 00

Mf.i И) сичхроиц ьпцпп и к перппму пхо- ду логи и-ского элемента ИЛИ 1 . Выход тр -итгрл В режимл iio;u jTfi4en к нх(1Ду упр.чнляомпго так топа I o i-cucpa- торл 7, его выход - к первому входу адресного счетчика в, его выход - ко второму входу логического элемента HIIH II, его выход - ко второму входу триггера В режима. Адресные Р1ыходы адресного счетчика подключены к адресным входам {1:1У Д. Выход ЭВМ 5 подключен ко второму входу адресного счетчика Ь,

Счетчик фотонов работает следую- ПЦ1М образом.

Поступающий со схемы 10 синхронизации импульс тапускает управляемый тактои|. генератор 7, с которого на лдресны ; счетчик fS начинает посту- пать тактопан частота, изменяя последовательно его состояние. Помер но- сылки регистрируется в счетчике 9 числа посылок. Триггер режима этим же импульсом устанавливает ОЗУ А в peAjiM Чтение, При этом данные читаются из ОЗУ А н записываются в счетчик 3, Затем ОЗУ переходит в режим Запись, Каждый поступающий в течение данного временного интервала одноэлектронный импульс с дискриминатора 2 увеличивает на единицу состояние счетчика 3, В конце временного интервала новое сосюяние счетчика 3 записывается в ту же ячейку ОЗУ 4, С изменением состояния адресного счетчика h от поступления следующего тактового импульса с управляемого тактового генератора 7 повторяется цикл Чтение-счет-запись ужа для следующей ячейки ОЗУ,

После прохождения всех возможных состояний адресный счетчик вырабатывает импульс, по которому триггер режима переходит в режим Стоп - останавливает тактовый генератор 7 и подготавливает его к синхронному запуску очередным синхроиг пульсом, После достижения заданного в счетчике 9 числа посылок числа на ЭВМ поступает требование приема накопленных в ОЗУ 4 данных, при этом сигнал с выхода счетчика числа посылок поступает через логический элемент ИЛИ .1 1 на второй вход триггера режим и переводит его в режим Стоп, на второй вход управления (режимом) ОЗУ 4, переводя его, несмотря на про должйюгаеосн поступление одноэлектрои

0 5 0

5 л

5

ных 1гмпульсоп, тюстоячпо в режим -- Чтение, благодаря чему обеспечивается неичменность накопленных в ОЗУ 4 данных при чтеппн их н Э1Ш, Этим же сигналом осуществляется блокировка прохождения синхроимпутп гов на схему синхронизации и тем сам1гм сохранение режима Чтение до окончания чтения накопленных в ЭНН, Импульсы управления с выходного регистра ЭВМ подаются на второй вход управления адресного счетчика, последовательно изменяя его состояние. Последующие импульсы формируются после того, как сое ояние предыдущей ячейки ОЗУ А было считано в ЭВМ,

Таким образом, подключение дискри- ми)1атора непосредственно к счетному входу счетчика имггульсов, а накапли- ваемлх данных к его информационным входам, позволяет, с одной стороны, существенно снизить величину просчетов импульсов за счет регистрации п данном временном интервале всех (а не только первого) одноэлектронных импульсов, а с другой стороны, сократить необходимый объем.оборудования за счет совмещения в счетчике импульсов функций быстрого ОЗУ, сумматора и промежуточного регистра данных .

Цикл записи и накопления данных объединены, поэтому отпадает необходимость формирования писле цикла за- писи цикла, в котором данные, полученные в текущей реализации, складываются с данными, накопленными в предыдущих реализациях. Это позволяет сократить Период следования зондирующих импульсов примерно в 2 раза и па эту же величину уменьшить методическую погрещность измерения атмосферных параметров, возникающую за счет того, что за время измерения состояние атмосферы изменяется.

Формула изобретения

Счетчик фотонов, содержащий фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), дискриминатор одноэлектронных импульсов, N-разрядный счетчик импульсов, оперативное запоминающее устройство{ОЗУJ ЭВМ, схему синхронизации, триггер ре- жима, управляемый тактовый генератор адресный счетчик, счетчик числа посы- док и логический длемент ИЛИ, причем выход ФЭУ подключен ко входу дискриминатора одиоэлектронных импульсов, ин

Изобретение касается измерения параметров атмосферы и может использовано для регистрации слабых и сверхслабых потоков в физике, лазерном зондировании атмосферы, космических исследованиях, спектроскоПИИ, химии. Целью изобретения является увеличение точности регистрации фотоимпульсов. Подключение дискриминатора непосредственно к счетному входу счетчика импульсов, а накапливаемых данных - к его информационным входам позволяет,с одной стороны, существенно снизи ь величину просчетов импульсов за счет регистрации в даи- ном временном интервале всех (а не только первого) одноэлектронных импульсов, а, с другой стороны, сократить необходимый объем оборудования за счет совмещения в счетчике импуль сов функций быстрого ОЗУ, сумматора и промежуточного регистра данных. I ил. 3