Стробоскопический регистратор оптических сигналов Советский патент 1989 года по МПК G01J1/44 

(21) (22) (46) (71) ро с

1

4.403683/24-21

09о04.88

15.12.89. Бюл. № 46

Центральное конструкторское бюопытным производством АН БССР (72) МоР.Конон, АоПоПетрунин и ЮЛ.Петрунин

(53)535.24Ь6(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1004761, кл. G 01 D 5/39, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1348662, кл. G 01 J 1/44, 1987.

(54)СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ РЕГИСТРАТОР ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации оптя- ческих сигналов„ Пель изобретения расширение области применения стробоскопического регистратора оптических сигналов за счет выбора амплитуд регистрируемого оптического сигнала в широком динамическом диапазоне, для чего Б стробоскопический регистратор введены генератор 2 пилообразного напряжения, ключи 4.I-4.N+1 с регулируемым порогом срабатывания, регулируемый источник 9 питания, регулируемый источник 10 опорного напряжения. Стробоскопический регистратор оптических сигналов содержит также блок I развертки, элементы 3.1-3.N+1 развязки по постоянному току, фильтры 5.I-5.N+1 нижних частот, регулируемый источник 6 постоянного напряжения, фотоэлектронный умножитель 7, блок 8 обработки и регистрации. 3 ил.

с

1C

(Л

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации оптических сигналов. Цель изобретения - расширение области применения стробоскопического регистратора оптических сигналов за счет выбора амплитуд регистрируемого оптического сигнала в широком динамическом диапазоне, для чего в стробоскопический регистратор введены генератор 2 пилообразного напряжения, ключи 4.1-4.N+1 с регулируемым порогом срабатывания, регулируемый источник 9 питания, регулируемый источник 10 опорного напряжения. Стробоскопический регистратор оптических сигналов содержит также блок 1 развертки, элементы 3.1-3.N+1 развязки по постоянному току, фильтры 5.1-5.N+1 нижних частот, регулируемый источник 6 постоянного напряжения, фотоэлектронный умножитель 7, блок 8 обработки и регистрации. 3 ил.

синхронизации

L

/У Фотокагпв у тДиноа -Г

/

Оптический сигнал

L

Фотокагпв тДиноа -Г

Гл

-nA/W T-J7

Stffod

:о

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации оптических сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стробоскопического регистратора оптических сигналов за счет выбора амплитуд регистрируемого сигнала в широком динамичес ком диапазоне.

На фиг,1 приведена схема стробоскопического регистратора оптических сигналов; на фиг,2 - генератора пилообразного напряжения и ключа с пере страиваемым порогом срабатывания; на фиг.З - временные диаграммы работы - стробоскопического регистратора оптических сигналов

Стробоскопический регистратор опти ческих сигналов (фиг.1) содержит блок 1 развертки, генератор 2 пилообразного напряжения, элементы 3.1-.3.N+1 развязки по постоянному току, ключи 4.1-4.N+1 с регулируемым порогом ера- батывания, фильтры 5,1-5,N+1 нижних частот, регулируемый источник 6 nor стоянного напряжения, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 7, блок 8 обработки и регистрации, регулируемый ис- точник 9 питания, регулируемый источник 10 опорного напряжения.

Генератор 2 пилообразного напряжения (фиГо2) содержит триггер 11 управления; генератор 12 тока, шунтирующий транзистор 13, зарядный конденсатор 14, буферный усилитель 15

Ключ 4.1 с регулируемым порогом срабатьтания (фиг.2) содержит переменный резистор 16, компаратор 17 напряжения, транзистор 18, токоогра- ничивающий резистор 19.

Блок 1 развертки соединен со входом синхронизации стробоскопического регистратора, первым входом со входом управления блока 8 обработки и регистрации, регистрационный вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя 7, каждый из динодов и фотокатод которого сое

динены с первым вьшодом соответствующего элемента 3.1-3.N+1 развязки по постоянному току непосредственно, а через соответствуюпщй фильтр 5.1-5. нижних частот - с соответствующим выходом регулируемого источника 6 постоянного напряжения. Выход каждого из ключей 4. -4.N+l с регулируемым порогом срабатывания cot-.,

5

о 5 Q

.,

5

0

5

динен со вторым вьшодом соответствующего элемента 3.1-3. развязки по постоянному току, сигнальный вход - с выходом генератора 2 пилообразного напряжения, вход опорного напряжения - с выходом регулируемого источника 10 опорного напряжения, вывод питания - с выходом регулируемого источника 9 питания, вход генератора 2 пилообразного напряжения соединен со вторым выходом блока 1 развертки.

Стробоскопический регистратор опорных сигналов работает следующим образом.

На вход синхронизации блока 1 развертки подают электрический импульс синхронизации. Выходной импульс блока 1 развертки поступает на вход генератора 2 пилообразного напряжения, формирующего сигнал линейно изменяющегося напряжения (с длительностью, превышающей время прохождения стробоскопической выборки по динодной системе ФЭУ 7), который подается на сигнальный вход ключей 4.1-4.N+I, на опорный вход которых подается напряжение от регулируемого источника 10 опорного напряжения. Порог срабатывания каждого ключа 4.1 (напряжения 1)4, и,,,., и N4-1 на фиг.З) получают путем деления опорного напряжения и устанавливают индивидуально для каждого ключа. В момент сравнения пилообразного напряжения с пороговым ключи 4.1-4.N+1 последовательно сраба- тывают и импульсы напряжения питания через соответствующие элементы 3.1- 3.N+1 развязки последовательно поступают на фотоуатод и диноды ФЭУ 7. Через фильтры 5,l-5cN+l нижних частот от регулируемого источника 6 постоянного напряжения на фотокатод и диноды ФЭУ 7 подают постоянное напряжение, создающее в междинодньпс промежутках тормозящее электроны электричес- .кое поле. Фильтры 5.1-5.N+1 нижних частот препятствуют распространению импульса напряжения питания, вырабо- .танного данным ключом 4.i на соседние электроды ФЭУ 7. В момент времени, приходящийся за интервал строби- рования, на фотокатод ФЭУ 7 подают регистрируемый оптический сигнал, имеющий жесткую синхронизацию с импульсами запуска,, Электрические сигналы с выхода ФЭУ 7 поступают в блок 8 обработки и регистрации, где после расширения, усиления и накопления выводятся на индикатор, медленная временная развертка для которого поступает из блока 1 развертки о

С целью настройки регистратора на ту или иную амплитуду оптического сигнала регулировку коэффициента усиления устройства проводят следующим образом. Изменяют напряжение источ- ника 9 питания ключей A.l-AoN+l, а затем изменяют либо длительность сигнала, вырабатываемого генератором 2, либо напряжение источника 10 опорного напряжения, добиваясь точного вре- менного совмещения прохождения стробоскопической выборки и подачи импульсов питания, вырабатываемого ключами 4.1-4,N-Hl на электроды ФЭУ 7. Конкретно вид регулировки определяется типом

примененного ФЭУ 7, параметрами ключей 4„1 и величиной изменения коэффициента усиления ФЭУ 7„ Например, при использовании ФЭУ-51 и длительности сигнала генератора 2 пилообразного напряжения 60 не, величина опорного напряжения увеличивается в 1,32 раза при изменении коэффициента усиления ФЭУ от 10 до 1Г/, При изменении усиления ФЭУ 7 меньше 10 необходимо перестраивать генератор 2 на формирование сигнала длительностью больше 60 НС о

Генератор 2 пилообразного напряжения (фиг.2) работает следующим обраЗОМо

В исходном состоянии транзистор 13 управляемый триггером 11, открыт и шунтирует конденсатор 14, препятствуя его заряду генератором 12 тока По сигналу от блока 1 развертки триггер 11 опрокидывается и закрывает транзистор ( 13, при этом генератор 12 начинает линейно заряжать конденсатор 14. Буферный усилитель 15 умощ- няет формируемый на конденсаторе 14 сигнал„ По окончании заряда триггер 11 открьюает транзистор 13 и он разряжает конденсатор 14„ Длительность формируемого сигнала определяется величиной емкости конденсатора 14 и зарядным током генератора 12 тока. Дпя формирования сигнала длительностью 50 НС, амплитудой 5 В и величиной емкости, равной 100 пФ, зарядный ток должен быть равен 10 тА. Перестройка генератора, т,е. изменение длительности формируемого сигнала, осуществляется либо изменением емкости кон

денсатора 14, либо изменением зарядного тока, С буферного усилителя 15 сформированный сигнал подается на ключ 4.1 (фиг.2)о В исходном состоянии транзистор 18, управляемый компаратором 17, закрыт, и на его коллекторе присутствует напряжение источника 9 питания ключей. На инвертирующем входе компаратора 17 с помощью переменного резистора 16 устанавливается напряжение порога срабатывания ключа 4. При превышении сигналом от генератора 2 пилообразного напряжения напряжения порога компаратор 17 опрокидывается и открывает транзистор 18, резистор 19 при этом ограничивает ток через транзистор 18. Сформированный таким образом на коллекторе транзистора 18 импульс напряжения питания через элемент 3.1 развязки подается на электрод ФЭУ 7.

Таким образом, в данном стробоскопическом регистраторе коэффициент усиления ФЭУ 7 можно изменять в nw роких пределах, что расширяет область его применения.

Формула изобретения

30

5

5

0

Стробоскопический регистратор оптических сигналов, содержащий блок развертки, соединенный входом с входом синхронизации стробоскопического регистратора, первым выходом - с входом управления блока обработки регистрации, регистрационный вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, каждый из диодов и 0 фотокатод которого соединены с первым вьгеодом соответствующего элемента развязки по постоянному току непосредственно, а через соответствучрщий фильтр нижних частот - с соответст-г вующим выходом регулируемого источника постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены генератор пилообразного напряжения, ключи с регулируемым порогом срабатывания по числу электродов фотоэлектронного умножителя, регулируемый источник опорного напряжения и регулируемый источник питания, причем выход каждого из ключей с регулируемым порогом срабатывания соединен с вторым вьшодом соответ- ствухицего элемента развязки по постоянному току, сигнальный вход - с вы5

ходом генератора пилообразного напряжения, вход опорного напряжения - с выходом регулируемого источника опорного напряжения, вьтод питания - с выходом регулируемого источника питания, вход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым выходом блока с развертки,

К источнику опорного

Заказ 7631/36

Тираж 466

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное