Устройство для регистрации световых импульсов Советский патент 1992 года по МПК G01J1/44 

(it6) 30.07.92.Бюл. № 28 (21)4678379/ -25 (22) 18.04.89.

(71)Институт оптики атмосферы СО АН СССР

(72)Ю.М.Андреев, В.И.Гавриловский и В.В.Зуев

(53)621.383(088.8)

(56)Росс.М..Лазерные приемники. М.; Мир, 1969, с. 183. . .

Ошлаков. В.Г. Стробируемый фотоприемник. - ПТЭ, 1984, N 1, с. 169 - 170.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ

(57)Изобретение относится i к технической физике и может быть использовано для регистрации световых импульсов, например

при лазерном зондировении параметров атмосферы, или ионизирующего излучения в широком диапазоне потоков и времен. Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности. Это достигается за счет введения в качестве последнего звена делителя постоянного напряжения для ФЭУ,,ограничивающего резистора, остальные звенья которого выполнены на стабилитронах, и за счет установки постоянного тока по делителю напряжения, равного минимально допустимому току ста билизации стабилитронов, Появление фототока автоматически увеличивает ток делителя напряжения для сохранения линейной связи величины регистрируемых световых импульсов с выходным током ФЭУ, 1 ил.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для регистрации световых импульсов, например, при Лазерном зондировании параметров атмосферы или ионизирующего излучения в широком диапазоне потоков и времен.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности от источника постоянного напряжения при регистрации световых импульсов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для регистрации световых импульсов содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, к аноду 2 которого подключена нагрузка 3, делитель напряжения на N стабилитронах 4,1, .,.4 N, выходы которого соединены с соответствующими диодами 5.15 но N фотоэлектронного

умножителя 1, фотскатод 6 которого соеди.нен с анодом первого стабилитрона 4.1 делителя напряжения и с отрицательным выводом источника 7 постоянного напряжения, положительный вывод которого подключен к общей шине,а последнее, звено делителя - ограничивающий резистор В соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии на входе фотоэлектрон ного умножителя 1 световых импульсов постоянный ток делителя напряжения питания равен, минимально допустимому постоянному току стабилизации стабилитронов 1 ст./мин. Этот ток не выхо.дит за пределы участки стабилизации вольтамперной характеристики стабилитронов. Напряжение между последним динодом и анодом 2 Un выбрано из условия полного сбора электронов 8 анодной камере. С поступлением

ся ю ел

00

ю

на фотокатод 6 ФЭУ 1 сзетового ммпульса выходной ток ФЭУ I вых. ФЭУ t О, что означает уменьшение эффективного сопротивления Рэ последнего каскада фотоумножителя от 00 до

Нэ

UN

вых.ФЭУ

Это приводит к уменьшению эффективного сопротивления Вкэ пары - последнее звено делителя напряжения питания - эффективное сопротивление каскада ФЭУ от величины

Rg Rorp

lorp до - R,. .

R

V

a следовательно, к увеличению тока I делителя напряжения от величины

уг1 UN

IcT.MHH до I - pg +Rorp

Рэ

4TT- - 1вых.ФЭУ + 1ст.мин

.1

необходимой для обеспечения соответству- ющих межкаскадных токов ФЭУ 1. Поскольку постоянный ток делителя напряжения находится на участке стабилизации воль- тамперной характеристики стабилитронов, . межкаскадные напряжения остаются посто- янными, не нарушая линейной связи величины регистрируемых световых импульсов с выходным током ФЭУ. Потребляемая устройством для регистрации световых импульсов мощность Р вых определяется, в случае регистрации прямоугольных световых импульсов, напряжением

РВЫХ - Un(lci.MMH + выхфЭУ j)

где Un - напряжение источника 7 питания;

г- длительность прямоугольных световых импульсов;

Т - период погзторени я световых им-

пульсов.

Величина уменьшения потребляемой электрической мощности определяется параметрами регнгдрируемых световых им- пульсов и фотоэлектронного умножителя

I . лг г-ППГЧЛП tФормула изобретения Устройство для регистрации световых импульсов, содержащее фотоэл.ектронный умножитель с N динодами, каждый иэ которых подключен к соответствующему выходу делителя напряжения, выполненного из последовательно соединенных N стабилитронов и резистора и включенного между общей шиной и фотокатодом фотоэлектронного умножителя, соединенным с отрицательным выводам источника постоянного напряжения, положительный вывод которого подключен к общей шине непосредственно, а анод фотоэлектронного умножителя-через нагрузку, отличающийся тем. что. с целью снижения потребляемой мощности, делитель напряжения стабилитроном подключен к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, а резистором - к общей шине, при этом величина этого резистора Rorp равна

45

UN

I ст.мин

где UN - напряжение между последним ди- нодом и анодом фотоэлектронного умножи1ст. мин. - минимально допустимый ток

пульсов и Фот Р° ° °/„ °, : стабилизации стабилитронов делителя на- (через величину иых. ФЭУ)согласно следу 5,,ения.

ющему выражению

1 г

т

л

. . JCT.MHH

1вых.ФЭУ

.

где РВЫХ - мощность, потребляемая известным устройством,

Включение в качестве последнего звена делителя напряжения ограничивающего со- 0 противления выгодно отличает предлагае- м.ое устройство для регистрации световых импульсов от известного, так как уменьшается устанавливаемая величина постоянного тока делителя напряжения и 15 автоматически увеличивается ток делителя напряжения при регистрации световых импульсов до величины, необходимой для обеспечения соответствующих межкаскадных токов фотоумножителя. 0 резуль- 20 тате уменьшается потребляемая устройством для регистрации световых импульсов электрическая мощность и оно может быть использовано для регистрации световых импульсов в yctpoi/icTBax, где акту- 25 альна проблема минимизации потребляемой электрической мощности.

Формула изобретения Устройство для регистрации световых импульсов, содержащее фотоэл.ектронный умножитель с N динодами, каждый иэ которых подключен к соответствующему выходу делителя напряжения, выполненного из последовательно соединенных N стабилитронов и резистора и включенного между общей шиной и фотокатодом фотоэлектронного умножителя, соединенным с отрицательным выводам источника постоянного напряжения, положительный вывод которого подключен к общей шине непосредственно, а анод фотоэлектронного умножителя-через нагрузку, отличающийся тем. что. с целью снижения потребляемой мощности, делитель напряжения стабилитроном подключен к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, а резистором - к общей шине, при этом величина этого резистора Rorp равна

45

UN

I ст.мин

где UN - напряжение между последним ди- нодом и анодом фотоэлектронного умножи1ст. мин. - минимально допустимый ток

стабилизации стабилитронов делителя на- 5,,ения.

СВетодые импульсы

6v Л.

7

(Г

У

и

ft.H