Устройство для регистрации информации с пропорциональных камер

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ КАМЕР, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигнсшов, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, усилителейформирователей , регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами -соответствующих усилителей-формирователей , на входы которых поступает информация с сигнальных проврлочек пропорциональных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соедийен с первым входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повы- . шения эффективности регистрации полезных событий путем временного совмещения процесса записи входной ин формации с отбором и накоплением в ОЗУ только полезных событий, в него введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий, блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки , выход которого соединен с треi тьими входами блока .признаков события и блока поиска адреса свободной (Л ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ соединен с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу блока управления, к выходу которого подключен первый вход блока поиска свободной ячейки ОЗУ,-а тригел СЛ герный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входы блока признаков события и блока по- tc иска адреса свободной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регист г рационных датчиков и электронной аппаратуры блока, отбора событий, на k периодов относительно синхроимпульсов генератора.

с (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) ь 01 Т 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/" "" -,, /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "-а .;,„. „, " /" (21) 3350022/18-25 (22) 26.10.81 (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) А.Д.Волков, Б.Ж.Залиханов и M.шандор (ВНР) (71) Объединенный институт ядерных исследований (53) 535.214.4(088.8) (56) 1. Заневский Ф.В. Проволочные детекторы элементарных частиц. М., Атомиздат, 1978.

2. Международное совещание по пропорциональным и дрейфовым камерам

Д-13-.11807, 1978 с. 105-123 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ИНФОРМАЦИИ С ПРОПОРЦИОНАЛЬН6)Х КАМЕР, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, оперативного запоминающего устройства. (ОЗУ ), усилителейформирователей, регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами -соответствующих усилителей-формирователей, на входы которых поступает информация с сигнальных пров)злочек, пропорциональных камер,. адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЭУ соединен с первым входом блока управления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности регистрации полезных событий путем временного совмещения процесса записи входной ин- формации с отбором и накоплением в

ОЗУ только полезных событий, в него введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий, блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами блока .признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ соединен с первым входбм схемы ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу . блока управления, к выходу которого подключен первый вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗу,-а триггерный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входЫ блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регистрационных датчиков и электронной аппаратуры блока. отбора событий, на

k периодов относительно синхроимпульсов генератора.

1055727 на входы кторых поступает информация с сигнальных проволочек пропорцио-. нальных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в

ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соединен с первым входом блоблока управления, введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий, блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейИзобретение относится к детекторам элементарных частиц и атомных ядер и может быть использовано в физических лабораториях и в прикладных областях науки и техники, занимающихся экспериментальными исследованиями.

Известно устройство для регистрации информации с пропорциональных камер, содержащее усилители-формирователи сигнала с пропорциональных 10 камер, задержки данных с усилителей для совпадения по сигналу "Быстрое

ИЛИ" и служащим триггерным сигналом, память триггера для запоминания. данных и схему считывания информации. Регистрация информации осуществляется следующим образом. Сигналы с пропорциональных камер усиливаются и преобразуются формирователями в цифровую форму. В случае полезного события, что определяется по величине амплитуды входного сигнала, усилителем-формирователем формируется импульс данных и вырабатывается сигнал "Быстрое ИЛИ". Этот сигнал поступает в блок отбора события и вызывает формирование строба записи.

На время опаздывания строба записи в каждый информационный канал вводится задержка. По стробу записи информация заносится в память триггера, 30 а затем считывается в ЭВМ (1 ).

Однако применение таких устройств в эксперименте с использованием интенсивного и короткого сброса пучка ускорителя, работающего как правило, 35 именно в таком режиме, приводит к непроизводительной работе ускорителя ввиду большого мертвого времени системы считывания информации и памяти триггера только на один отсчет.

Недостатком является также отсутствие возможности получения с высоким разрешением необходимой информации о временном распределении событий.

Наиболее близким к изобретению 45 по технической сущности является уст ойство, содержащее блок управления, .,ыход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, опрративного за- 50 цоминающего устройства (ОЗУ), усилителей-формирователей, регистра адреса. Вход данных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-формирователей, на входы которых посту- 55 пает информация с сигнальных проволочек пропорциональных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информации в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соединен с первым входом блока управления. Кроме того в состав устройства входят ворота

"Быстрое ИЛИ" и ЭВМ. 65

Информация с пропорциональных камер преобразуется усилителями-формирователями в цифровую форму и записывается в ОЗУ синхроимпульсами генератора. Запись осуществляется в течение промежутка времени, определяемого частотой синхроимпульсов и емкостью ОЗУ. Если в данном временном интервале было хотя бы одно полезное событие, признаком чего служит появление сигнала "Быстрое ИЛИ", устанавливающим флаг, вся информация из ОЗУ считывается в ЭВМ, где программным путем осуществляется выделение и обработка полезных событий. При отсутствии появления сигнала "Быстрое ИЛИ" запускается новый цикл записи информации в ОЗУ 2 j.

Необходимость выделения информации связана с тем, что устройство не позволяет непосредственно указать количество и адреса ячеек ОЗУ, содержащих полезную информацию, и требуется опрос всего содержимого ОЗУ. Следствием этого недостатка устройства являются затраты на передачу и работу программы выделения событий для данных, не несущих полезной информации.

Цель изобретения — повышение эффективности регистрации полезных событий за счет временного совмещения процесса записи входной информации с отбором и наКоплением в ОЗУ только полезных событий.

Поставленная -цель достигается тем, что в устройство для регистрации информации с пропорциональных камер, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, ОЗу, усилителей-формирователей, регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-формирователей, 1055727 ки ОЗУ соединен с первым входом

ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу блока управления, к выходу которого подключен первый 5 вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, а триггерный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входы блока признаков события и блока поиска адреса свобод- $0 ной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регистрационных датчиков и электронной аппаратуры блока отбора событий, на Х периодов относительно синхроимпульсов генератора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, ОЗУ 2, генератор 3 синхросигналов, блок 4 признаков события, блок 5 отбора событий, усилителиформирователя б, элемент 7 задержки, блок 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, пропорциональные камеры 9, 25 регистр 10 адреса и схему ИЛИ-НЕ 11.

Блок признаков события. служит для определения и хранения идентификационных параметров и характеристик каждого полезного события. Он содер- 30 жит счетчик номера синхроимпульса

ЙС, счетчик номера события йт, регйстр набора событий R., память для хранения признаков в йс, которое берется с выхода соответствующего счет- .З5 чика и адреса А> хранения полезного события в ОЗУ, поступающего с выхода элемента задержки. Конкретные системы при необходимости могут дополняться и другими признаками.

Блок поиска адреса свободной

40 ячейки ОЗУ осуществляет маскирование адреса ячейки памяти ОЗУ, в ко-. торую записано полезное событие, с последующей блокировкой выдачи его в систему и нахождение адреса сво- 45 бодной ячейки ОЗУ для записи в нее новой информации. Блок содержит регистр маски адреса R для записи в него признака хранения в ОЗУ полезного события по любому адресу, логи- 50 ку формирования управляющего импульса, логику определения окончания на бора полезной статистики и считывания признаков.

Схема ИЛИ-НЕ пропускает на счетный 55 вход регистра адреса синхроимпульсы генератора или управляющие импульсы блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ.

Работа всего устройства синхронизируется тактовыми импульсами генератора 3, который имеет вход для внешней синхронизации, что позволяет, в случае работы н ускорителе с банчированной структурой использовать в качестве тактовых .сигналы каждого 65 банча. Перед началом работы с выход блока 1. управления на первые входы блоков 2-6, 8 и 10 поступает служеб" ная и управляющая информация, устанавливающая их в исходное состояние.

Блоку усилителей-формирователей б задается порог дискриминации для сигналов с пропорциональных камер 9.

Генератору 3 синхросигналов задается режим внутренней или внешней синхронизации.

Электроника блока 5 отбора событий устанавливается в исходное состояние, регистр 10 адреса и регистр маски адреса полезного события R в блоке 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ обнуляются. Счетчик номера события в блоке 4 признаков сбрасывается в ноль, в счетчик номера синхроимпульса N заносится двоичный код задержки триггерного сигнала блока 5 отбора событий относительно синхраимпульсов генератора. Задержка предварительно измеряется и должна составлять величину кратную длительности периода синхроимпульсов. В случае не выполнения этого требования в блоке отбора осуществляется искусственное согласование задержки, для чего на блок отбора поступают синхросигналы генератора. Двоичный код задержки N определяется выражеэ нием и > = 2 — k, где п — разрядность счетчика N ; k - число периодов за(держки. В регистр набора событий йн заносится код числа набираемой ста" тистики. Затем выделяется команда на разрешение работы генератора 3 синхросигналов, после чего вся ин— фррмация с усилителей-формирователей

6, которые формируют сигнал от сработавших проволочек пропорциональных камер 9, записывается в ОЗУ. 2. Адрес ячейки записываемой информации определяется содержимым регистра

10 адреса, которое одновременно поступает на вход элемента задержки 7 и пятый вход блока 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ.

В случае записи в ОЗУ полезного события блок отбора событий с задержкой на К периодов относительно синхроимпульсов генератора вырабатывает триггерный сигнал. Этот сигнал с выхода блока отбора событий поступает на четвертые входы блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки. В блоке признаков события он записывает в память признаков содержимое счетчика N< и адрес А хранения данного события в

ОЗУ, который поступает с выхода элемента задержки на третий вход блока признаков события. Запись признаков

f4 и А, а при необходимости и других, осуществляется по адресу, определяемому содержимым счетчика номера события N . Так как появление триг,герного сигнала задерживается на

1055727

f0

50 периодов относительно синхроимпуль= сов, элемент задержки на это же время должен задерживать содержимое регистра адреса, по которому ранее данное событие было записано в ОЗУ.

Одновременно триггерный сигнал заносит в регистр маски адреса полезного события R щ д признак хранения в ОЗУ по адресу А полезного события.

Адрес А хранения полезного события в ОЗУ поступает с выхода элемента задержки на третий вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ. По заднему фронту триггерного сигнала содержимое счетчика N увеличиваетт ся на единицу и, следовательно, признаки событий будут записаны последовательно. По заднему фронту синхроимпульса содержимое И также увес личивается на единицу, и начинается поиск адреса свободной ячейки ОЗУ для записи следующего отсчета. Поиск осуществляется следующим образом.

Если регистр маски адреса полезного события R не содержит признака хранения полезного события по адрЕсу, определяемому текущим содержимым регистра адреса, поиск оканчивается. В противном случае блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ формирует управляющий импульс, который с выхода блока через схему

ИЛИ-HE поступает на счетный вход регистра адреса и вновь увеличивает его содержимое на единицу. Такая процедура продолжается до нахождения адреса свободной ячейки. Когда содержимое счетчика номера события

И„ будет равно величине набираемой статистики, задаваемой в регистр R от блока управления, блок признаков события формирует сигнал "Окончание набора статистики". Этот сигнал с выхода блока признаков события поступает на второй вход блока управления и вызывает запрос на передачу накопленной информации. В ответ на этот сигнал блок управления выдает генератору синхросигналов команду запрета работы и начинает считывание информации.

В начеле считываются признаки события: его номер И...адрес А, хранения события в ОЗУ, номер синхроимпульса N<, которым событие эапиЬ сана в ОЗУ. Номер события считывается со счетчика N, признаки А и йс — из памяти признаков. Далее в регистр адреса заносится адрес события A и считывается информация из

ОЗУ. Для считывания информации о следующем событии содержимое счетчика номера событий уменьшается на единицу и выполняется описанная процедура.

Сигнал уменьшения на единицу счетчика N поступает с выхода блока управления. Окончание считывания признаков определяются по нулевому содержанию счетчика номера событий, При этом блок признаков события формирует сигнал "Конец передачи признаков", который с выхода блока поступает. на второй вход блока управления. Блок управления при наличии сигнала "Ко" нец передачи признаков" считывает информацию из ОЗУ и блокирует сигнал уменьшения на единицу счетчика номера события. По окончании считывания информации блоки устройства вновь устанавливаются в исходное состояние и его работа может быть продолжена.

Так как заде з>хка триггерного сигнала составляет k периодов, в памяти ОЗУ емкостью N слов можно накапливать и хранить максимум N-% полезных событий. Исходя из этих ограничений., величина набираемой статистики не должна превышать указанного значения. Эффективность 1 использования

ОЗУ Для хранения полезной информации определяется выражением

М М

Тч — 1 — — ; В случае использования ОЗУ большои емкости Х и высокого быстродействия блока отбора событий 114< К1. эффективность использования ОЗУ близка к 100%.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить эффективность регистрации полезных событий в 10-12 раз благодаря достигнутой воэможности регистрации входной.информации с параллельным отбором и накоплением только полезных событий; существенно сократить время непроизводительной работы пучка ускорителя для набора полезной статистики; с высокой точностью получать информацию о временном распределении полезных событий.

1055727

Заказ 9228/19 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, l1oñêâà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель M. Данилов

Редактор Г. Безвершенко Техред И.Кузьма Корректор А. Ференц