ВСЕСОЮЗНАЯ iПДТЕ!^ТЙО"Т?ХШ4ЕСНДЯ|БИ5Л!4О'ГЕНА 1 Советский патент 1972 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электронной технике и может быть применено для определения нестабильности выходной амилитуды генераторов импульсов стабильной амплитуды, предназначенных для определения измерительных характеристик спектрометрических трактоВ.

Известен способ измерения амплитудной нестабильности импульсных источников сигнала, основанный на сравнении амплитуды импульсов импульсного источника сигнала с импульсами ют полупроводникового детектора (ППД) ионизирующих излучений двух или более моноэнергетических линий гамма-излучения.

Недостатками этого способа являются сложная система стабилизации коэффициента усиления и порога регистрации измерительного тракта, а также необходимость применения анализаторов амплитуд импульсов с очень большим числом каналов (несколько тысяч).

Целью изобретения является упрощение способа измерения нестабильности амплитуды импульсных источников сигнала. Поставленная цель достигается путем измерения изменения относительного положения максимумов амплитудных распределений, обусловленных одновременной регистрацией импульсов проверяемого источника сигналов и источника сигналов высокостабильных амплитуд.

На фиг. 1 приводится измерительная характеристика измерительного тракта; на фиг. 2 - амплитудные распределения, получаемые при измерениях; на фиг. 3 - блок-схема устройства, с помощью которого осуществляется предложенный способ.

В реальных условиях измерения вследствие дрейфа возможно изменение наклона (К.) измерительной характеристики (см. фиг. 1) и/или порога регистрации и уровня экспандирования t/oKcn. Поэтому интерпретация результатов измерения существенно затрудняется.

Описываемый способ основан на сравнении результатов по крайней мере измерений (начального и следующего). Предполагается, что за время измерения нестабильность измерительной характеристики лежит в пределах допустимой погрещности измерения.

Проверяемый источник импульсных сигналов посредством пассивных согласующих цепей настраивается так, чтобы максимум амплитудного распределения его импульсов располагался между максимумами распределений, вызванными полным поглощением в чувствительном объеме ППД гамма-квантов с энергиями EI и EZ (см. фиг. 2).

Энергетическая цена канала в этом случае равна: Очевидно, что среднее значение амплитуд импульсов источника сигналов соответствует положению максимума амплитудного распределения импульсов этого источника, которое можно определить методом квадратичной экстраполяции. Определим энергетический эквивалент и амплитуды импульса источника сигналов по результатам двух измерений, с тем чтобы на результаты измерений меныше влияла конечная величина ширины канала: ,-ft«/z,, + (, E E,-wn,E,-(E,-E,) Обозначим: Дл -/1 + 4 1 Энергетический эквивалент амплитуды импульса источника сигналов определяем как р(1) , (2) г-. + и - l + 2 + (2 - l) - ( - l) Используя обозначение (4) и соотношение (5), преобразуем выражение (6): „ Е,у.г + fs /.(7) В результате воздействия дестабилизирующих факторов могут изменяться как параметры измерительного тракта, так и амплитуда импульса проверяемого источника сигналов, вследствие этого меняется и характер амплитудного распределения. В этих условиях необходимо определить относительное изменение амплитуды импульса источника сигналов (его нестабильность): g- АДи Для повторного измерения цена канала: EZ - EI EZ - EI AN Na - Ni Поскольку измерения проводятся при уровне экспандирования, отличном от нуля, определим истинное положение максимумов в единицах каналов анализатора: истД, E,AN дг() W E - EI N,(E,). W EZ-EI Определим число экспандированных каналовЕсли N(0)i.-N(0)2, то среднее значение Э1К.спандированных каналов определяется как N(0} N(0),y., + N(0),,.(14) Если Л(о) (o)2, что вероятно в случае нелинейности измерительного тракта, среднее определится как 7V(0) - (0)i + (Qb Истинный номер канала, в котором находится максимум амплитудного распределения импульсов источника сигналов, находят как N,) N,) + N(0).(16) Расчетный же номер канала, в котором находится максимум амплитудного распределения импульсов источника сигналов, определяется в соответствии с соотношением (7), как N.,,, N(E,)y., + N(E,)y.,.(17) Определим значение относительного изменения амплитуды импульса источника сигналов, подставив в соотношение (8) выражения (16) и (17) g ДА(И) Л(И) - N(H}paC4 (и)расчЛ(и)расч У(и) + Л(0) - /(i) + N(E,)-.,.g, + N(E2)y.i Преобразуя выражение (18) при подстановке в него выражений (10) - (14) и (16), получаемg - а - gg - i/jQN EI хз + 2 xiNS - NI Бели при преобразовании (18) воспользоваться выражениями (10) - (13), (15) и (16), получаемg - у-2 - 1 EZ - EI EI -/-z + EZ i NZ - N-i a это выражение тождественно (19). РезЮМируя изложенный способ, можно отметить следующее. Значение амплитудной нестабильности проверяемого источника сигналов определяется в результате двух измерений. При обработке результатов начального измерения определяются, значения коэффициентов xi и 5(2, при обработке результатов второго (последующих) измерения-положения максимумов Л/,, и , соответствующих энергии гамма-квантов и 2 и амплитуде импульсов источника сигнала. Затем по формуле (19) рассчитывается значение нестабильности амплитуды импульса проверяемого источника сигналов. Описанным способом может быть определена относительная (взаимная) нестабильность любых двух источников импульсных сигналов. Устройство, с помощью которого может быть реализован описываемый способ, содержит (см. фиг. 3): импульсный источник сигППД 2, Низкошумящий предусилитель (обычно зарядочувствительный) 3, обладающий высокой стабильностью и линейностью, линейный усилитель 4 с регулируемой полосой пропускания, пороговый, усилитель (экспандер, расширитель) 5, амплитудный анализатор импульсов 6. В качестве источника импульсов высокостабильной амплитуды используется германиевый детектор, облучаемый гамма-квантами с энергиями EI и EZ. Сигнал импульсного источника сигналов смепливается с импульсамИ ППД, усиливается, экспандируется с поМощью блоков 3, 4, 5 и регистрируется на многоканальном анализаторе 6. П;ПД для повышения стабильности амплитуды его выходного сигнала помещен в термостат, Б котором при высоком вакууме поддерживается низкая температура. При этом собственные шумы ППД суш,ественно уменьшаются, что приводит к повышению точности измерения и достоверности. Предложенный способ определения амплитудной нестабильности импульсных источниц(г) у у(1)

ЭКСП ЭКСП ЭНСП

Фиг.1

П2 ков сигналов г.ыгодно отличается от известного способа тем, что при нем не требуется применения системы стабилизации коэффициента усиления и порога регистрации измерительного тракта, а также дорогостояшего амплитудного анализатора, число каналов которого составляет несколько тысяч. Предмет изобретения Способ определения амплитудной нестабильности импульсных источников сигналов, основанный на измерении амплитудных распределений от проверяемого источника и источника импульсов двух высокостабильных амплитуд, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений и исключения влияния нестабильностей на результаты измерения, нестабильность амплитуды импульсов проверяемого источника сигналов определяют по изменению относительного положения максимумов амплитудных распределений, обусловленных одновременной регистрацией импульсов проверяемого источника и источника импульсов высокостабильных амплитуд.