Селектор импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/26 G01R29/02 

ел

со

О5 4 4ik

00 Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам определения и идентификации импульсов по форме, и может быть использовано в спектрометрии .ядерного излучения для разделения сигналов, возникающих в результате взаимодействия v-квантов и заряженных частиц (о, р) с кристаллом на основе Csl(Tl) сцинтилляционных детекторов Цель изобретения - повышение точности селекции за счет обеспечения возможности увеличения разности временных интервалов, пропорциональных длительности передних фронтов входных имаульсов, а также обеспечение возможности распределения входных импульсов в зависимости. от результатов селекции. На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг« 2 - временные диаграммы, поясняющие работу блока дифференцирования; на фиг. 3 - временные диаграммы, пояс няющие работу устройства. Устройство (фиг. 1) содержит источ ник 1 импульсов, выход которого соеди нен со входом усилителя 2, первьй эл мент 3 задержки, блок 4 дифференцирования, первый и второй линейные пропускатели 5 и 6, информационные входы которых объединены, а управляющие.входы соединены с выходами соот ветственно формирователя 7 импульсов и инвертора 8,вход которого соединен с выходом формирователя 7, вход кото рого соединен с выходом элемента 9 совпадения о Выход блока 4 соединен со входом первого порогового блока 10, первый вход элемента 9 соединен выходом однойибратора 11, выход - с первой выходной шиной Т2, а второй вход - с выходом второго порогового блока 13 о Блок 4 содержит эмиттерный повторитель 14, вход которого соедин со входом блока 4, второй элемент 15 задержки, третий элемент 16 задержки причем выход повторителя 14 соединен с первым выводом первого резистора 17, второй вывод которого соединен с выходом блока 4, входом элемента 15 задержки и первым выводом второго ре зистора 18 Выход усилителя 2 соединен со входом блока 4 и входом четвертого элемента 19 задержки. Выходы линейных .пропускателей 5 и 6 соедине ны соответственно с первой и второй выходными шинами 20 и 21, а вход линейного пропускателя 5 соединен с выходом элемента 19 задержки. Выход блока 4 соединен со входом порогового блока 13, выход порогового блока 10 через элемент 3 задержки соединен со вводом одновибратора 11„ В блоке 4 второй вывод резистора 18 соединен со входом элемента 16 задержки, а выходы элементов 15 и 16 задержки соединены с общей шинойс Устройство работает следующим образом. Импульсы, соответствующие различным видам излучений, с источника 1 импульсов поступают на вход усилителя 2, выполненного на основе операционного усилителя с повышенной нагрузочной способностью, с выхода которого они поступают на вход элемента 19 задержки и на вход блока 4 дифференцирования, который преобразует их в двухполярные сигналЫс С целью согласования в блок 4 включен эмиттерный повторитель 14., Формирование импульсов в двухполярные сигналы осуществляется путем дифферен1и1рования на короткозамкнутьк элементах 15 и 16 задержки, причем время задержки выбрано таким образом, что оно соответствует длительности нарастания переднего фронта сигналов для различных видов излучений. В конкретном случае время задержки элемента 15 задержки составило 0,7 МКС, а элемента 16 задержки 1 МКС о Результирую1ций импульс в двухполярного сигнала двойного отражения с выхода блока 4 поступает на входы пороговых блоков 10 и 13, выполненных на основе компараторов со следящим порогом. Пороговый блок 10 формирует перепад напряжения по переднему фронту импульса, а блок 13 по моменту прохожстения заданного уровня задним фронтом сигнала. Сигнал с выхода блока 13 поступает на элемент 9 совпадения, первый вход которого через элемент 3 задержки, одновибратор 11 подключенК пороговому блоку 10с С выхода элемента 3 задержки задержанньш сигнал поступает на вход стабильного одновибратора 11. С выхода элемента 9 сигнал поступает на вход формирователя 7 импульсов, выполненного подсхеме одновибратора, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход линейного пропускателя 5 и на вход инвертора 8.С выхода 8 сигнал поступает на управляющий вход линейного пропускателя 6. Сигна на информационные входы пропускателей.5, 6 подается с выхода элемента 19 задержки, которьй обеспечивает за держку на время обработки импульса в элементе 3 задержки, в блоке 4, форм рователе 7, инверторе 8, элементе 9, блоках 10, 13 иодновибраторе 11.Диаграммы, поясняющие работу блока 4, приведены на фиг. 2, где 4t, - интервал времени, равный разностному значению интервалов между.моментами появления и точками прохояу;ения заданного уровня (-V) задним фронтом импульсов для у-квантов и (/-частиц; t - интервал времени, соответ ствующий разностномузначению между временем нарастания передних фронтов для 0 -частиц и v-квантов; диаграммы А и -А - форма импульсов на входе блока 4; диаграммы В и В - сигна лы первого отражения элементом 15. на выходе блока 4; диаграммы С и- С сигналы второго отражения элементов 16 задержки на выходе блока 4; диаграммы D и D - результирующие формы импульсов на выходе блока 4 для с/-частиц и v-квантов. Из диаграмм , изображенных на фиг. 2 видно, что предложенное схемное решение блока 4 дифференцировани позволяет сформировать ступеньку на участке MN, Мк и при заданном уровне порогового напряжения (-V) по лучить временной интервал 3 t. , боль ше 31 в несколько раз. Диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на фиг. 3, где представлена форма сигналов для раз.ных точек устройства. Из диаграммы (фиг 3). видно что задержка сигнала (С) элементом 3 .задержки должна осуществляться на время Т, меньше чем Т , а также им. пульс (Ж), сформированный одновибрат ром 11 по переднему фронту сигнала (D), должен заканчиваться После импульса «/(Е), но до импульса 1(Е) „ Таким образом, элемент 9 совпаден вырабатьшает импульс (3) только при совпадении сигналов (Е) и (Ж). Длительность сигнала (И) соответствует длительности сигналов (К), задержанных на время обработки. По сравнению с существующими устройствами, использование устройства позволяет за счет выполнения блока 4 дифференцирования с двойным отражением улучшить идентификацию сигналов, соответствующих различным видам излучений. Устройство было опробовано в лабораторных условиях с кристаллом Csl(Tl) по разделению «/-частиц от квантов. Точность идентификации частиц в рабочем интервале температур составила 96%, Формула изобретения 1, Селектор импульсов, содержащий источник импульсов, блок дифференцирования, первьй пороговьй блок, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, одновибратор, выход KOToporij соединен с первым входом элемента совпадения, выход которого соединен с выходной шиной, о т л ичающийся тем, что, с целью повьшения точности селекции за счет обеспечения возможности увеличения разности временных интервалов, пропорциональных длительности передних фронтов входных импульсов, в него введен усилитель, включенный между выходом, источника импульсов и входом блока дифференцирования, а также второй пороговый блок, вход которого соединен с входом первого порогового блока и выходом блока дифференцирования, а выход - с вторым входом элемента совпадения, причем выход первого элемента задержки соединен с входом одновибратора, а блок дифференцирования содержит эмиттерный повторитель, вход которого соединен с входом блока диф- ференцирования, а выход - с первым выводЬм первого резистора, второй вывод которого соединен с выходом блока дифференцирования, входом второго элемента задержки и первым выводом второго резистора, второй вьтод которого с.оединен с входом третьего элемента задержки, причем выходы второго и третьего элементов задержки соединены с общей шиной о 2, Селектор импульсов по По 1, отичающийся тем, что, с цеью обеспечения возможности распредеения входных импульсов в соответствии с результатами селекции, в него введены вторая и третья выходные шины, четертый элемент задержки, первый и втоой линейные пропускатели, инвертор и ормирователь импульсов, вход котороо соединен с выходом элемента сов 1596448

падения, а выход - с входом управления первого линейного пропускателя непосредственно, а с входом управления второго линейного пропускателя .

через инвертор, причем выходы первого

и второго линейных пропускателей соединены соответственно с второй и третьей выходными шинами, а. информационные входы через четвертый элемент задержки - с выходом усилителя

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам определения и идентификации импульсов по форме, и может быть использовано в спектрометрии ядерного излучения для разделения сигналов, возникающих в результате взаимодействия γ-квантов и заряженных частиц α, P с кристаллом на основе CSI(TL) сцинтилляционных детекторов. Селектор импульсов содержит источник 1 импульсов, усилитель 2, элементы 3, 15, 16 и 19 задержки, блок 4 дифференцирования, линейные пропускатели 5 и 6, формирователь 7 импульсов, инвертор 8, элемент 9 совпадения, пороговые блоки 10 и 13, одновибратор 11, выходные шины 12,20 и 21, эмиттерный повторитель 14, резисторы 17 и 18. Обеспечение возможности увеличения разности временных интервалов, пропорциональных длительности передних фронтов входных импульсов, позволяет повысить точность селекции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фие г