Устройство для счета фотонов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ФОТОНОВ , содержащее фотоэлектронный умножитель , дискриминатор, быстрые, счетчики, первое оперативное запоминакяцее устройство, сумматор, второе оперативное запоминающее устройство и электронную вычислительную машину, соединенные последовательно, схему сравнения, схему синхронизации, счетчик числа посылок, соединенный с блоком управления, причем вход Iсхемы сравнения подключен к выходу сумматора, схема синхронизации подключена к входам счетчика числа посылок и блока управления, соединённого с первым и вторым запоминающим устройствами, схемой сравнения и электронной вычислительной машиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров атмосферы на удаленных участках трассы зондирования , в него дополнительно введены мультиплексор данных и третье оперативное запоминающее устройство, при этом первьй вход мультиплексора подключен к выходу второго оперативного запоминающего устройства, ин (Л формационные выходь счетчика числа посыпок подключены к второму входу мультиплексора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а выход схемы сравнения подключен к входу управления мультиплексора и входу третьего оперативного запоминающего устройства, выход последнего подключен к входной шине данных электрон ной вычислительной машины и к входу со управления первого оперативного за ,поминающего устройства. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) SU (11) (51)4 G 01 Л 1 44

ЗСГ-"ОтЗ() 9я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3654525/24-25 (22) 24.10.83 (46) 15.08.85. Бюл. У 30 (72) К.Д.Шелевой (71) Институт оптики атмосферы

СО АН СССР (53) 535.242(088.8) (56) Лагутин М.Ф., Деняк О.А. и др.

4-й Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. Томск, ИОА СО АН СССР, 1976, с. 242.

Шелевой К.Д., Бурков В.В. 6-й

Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы, ч. 2, Томск, ИОА СО АН СССР, с. 114 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ФОТОНОВ, содержащее фотоэлектронный умножитель, дискриминатор, быстрые счетчики, первое оперативное запоминающее устройство, сумматор, второе оперативное запоминающее устройство и электронную вычислительную машину, соединенные последовательно, схему сравнения, схему синхронизации, счетчик числа посылок, соединенный с блоком управления, причем вход ,схемы сравнения подключен к выходу

) сумматора, схема синхронизации подключена к входам счетчика числа посылок и блока управления, соединенного с первым и вторым запоминающим устройствами, схемой сравнения и электронной вычислительной машиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров атмосферы на удаленных участках трассы зондирования, в него дополнительно введены мультиплексор данных и третье оперативное запоминающее устройство, при этом первый вход мультиплексора подключен к выходу второго оперативного запоминающего устройства, информационные выходы счетчика числа посылок подключены к второму входу мультиплексора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а выход схемы сравнения подключен к вхоI ду управления мультиплексора и входу третьего оперативного запоминающего устройства, выход последнего подключен к входной шине данных электронной вычислительной машины и к входу управления первого оперативного за,поминакицего устройства.

1173196

Изобретение относится к оптике атмосферы и может быть использовано для регистрации слабых, в том числе импульсных световых потоков в физике, спектроскопии, космических иссле-

)дованиях, астрономии и др.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров атмосферы на удаленных участках трассы зондирования.,10

На фиг. i изображена блок-схема устройства для счета фотонов на фиг.2а — распределение интенсивности потока фотонов вдоль трассы зондирования," на фиг. 2б — промежуточная картина распределения информации во втором и третьем оперативных запоминающих устройствах.

Устройство для счета фотонов содержит фотоэлектронный умножитель 1, 20 дискриминатор 2, быстрые счетчики 3, первое оперативное запоминающее устройство 4, сумматор 5, второе оперативное запоминающее устройство 6, .соединенные последовательно, схему 25 синхронизации ?, счетчик 8 числа посылок, блок управления 9, мультиплексор 10, схему сравнения 11, третье оперативное запоминающее устройство 12, электронную гычислительную З0 машину 13. При этом вход схемы сравнения 11 подключен к выходу сумматора 5, схема синхронизации 7 подключена к входам счетчика 8 числа посылок и блока управления 9, соединенно-З го с первым 4 и вторым 6 оперативными запоминающими устройствами, схемой сравнения 11 и электронной вычислительной машиной 13, первый вход мультиплексора подключен к выходу второго40 оперативного запоминающего устройства 6, информационные выходы счетчика 8 числа посылок подключены K второму входу мультиплексора 10, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5, а выход схемы сравнения 11подключен к входу управления мультиплексора 10 и входу третьего оперативного запоминающего устройства 12, выход которого подключен к . входной шине данных электронной вычислительной машины 13 и к входу управления первого оперативного запоминающего устройства.

Устройство для счета фотонов рабо-Ы тает следующим образом.

Baronленные в цикле счета в ячейках гервого оперативного запоминающего устройства 4 числа, соответствующие фотонам, зафиксированным во временных интервалах трассы зондирования, поступают в цикле суммирования на первый вход сумматора 5, на второй вход которого поступают данные, полученные в предыдущих циклах зондирования (счета и суммирования) с второго оперативного запоминающего устройства 6 из ячейки с тем же номером, что и номер ячейки первого оперативного запоминающего устройства 4.

Мультиплексор 10 в исходном состоянии пропускает данные на сумматор 5 с.второго оперативного запоминающего устройства 6. В результате сложения в. сумматоре чисел с первого 4 и второго 6 оперативных запоминающих устрочств на выходе сумматора 5 появляется новое число, которое записывается в ту же ячейку второго оперативного запоминающего устройства 6, из которой было взято число для суммирования. Эта последовательность операций производится для всех ячеек первого и второго оперативных запоминающих устройств. Таким образом, во втором оперативном запоминающем устройстве 6 происходит накопление данных в каждой из ячеек, соответствующих номеру временных интервалов, в которых в цикле счета производился счет фотонов счетчиками 3. Неод.— нократное повторение цикла счет-суммирование, происходящего всякий раэ после поступления синхроимпульса со схемы синхронизации 7, приводит к тому, что в ячейках второго оперативного запоминаюшего устройства 6 происходит накопление информации о числе зарегистрированных фотонов до необходимого заданного уровня. Подсчет циклов производится в счетчике 8 числа посылок.

Если в очередном цикле суммиро-,. вания результат суммирования соответствующих ячеек первого 4 и второго 6 оперативных запоминающих устройств достигает заданного уровня, определяющего точность интересующего параметра атмосферы в данном временном интервале, срабатывает схема сравнения 11 и переключает мультиплексор 10 так, что во второе оперативное запоминающее устройство 6 через сумматор 5 записывается число со счетчика 8 числа посылок, соответствующее номеру

3196 з 117

% посылки, при которой в данном временном интервале (в данной ячейке второго оперативного запоминающего устройства 6) произошло достижение заданного уровня накопления, обеспечивающего требуемую точность измерения. При этом со схемы сравнения 11 на первое оперативное sanoминающее устройство 4 подается сигнал запрета выходных данных, поэта- 10 му число со счетчика 8 числа посылок складывается с нулевым числом ,с первого оперативного запоминающе гo устройства 4, т.е. во второе оперативное запоминающее устройст- f3 во 6 записывается именно номер посылки. Одновременно сигнал (единичный уровень) с выхода схемы сравнения 11 записывается в соответствующую ячейку третьего оперативно- 20 го запоминающего устройства 12, ра оотающего синхронно с первым 4 и вторым 6 оперативными запоминающими устройствами.

Дальнейшее наполнение данных при- 5 водит к достижению заданного уровня ,и в остальных ячейках второго оперативного запоминающего устройства 6 ,путем смены информации в заполнив ипихся ячейках. При этом исключается

30 суммирование вновь поступающих дан5

;ных с первого оперативного запоми1 нающего устройства 4 с состоянием ячеек, в которые уже было записано состояние счетчика 8 числа посылок и которые были отмечены записью

"единицы" в параллельно работающее третье оперативное запоминающее ,устройство 12, так как "единица" с выхода данной ячейки третьего оперативного запоминающего устройства 12 блокирует выход первого оперативного .запоминающего устройства 4. При этом число посыпок с выхода второго оперативного запоминающего устройства 6 суммируется с "нулем" с выхода перва- го оперативного запоминающего устройства 4 и вновь записывается неизменным в ту же ячейку второго оперативного запоминающего устройства 6, т.е. обращается тем до считывания информации в электронную вычислитель-. ную машину 13.

При достижении одним из критериев окончания эксперимента (критериями мо

|гут быть заданный уровень накопления число посылок, требование окончания йо таймеру или по программе с электронной вычислительной машины и др.) данные, записанные ва втором оперативном запоминающем устройстве 6, считываются в электронную вычислительную машину 13, причем состояние третьего оперативного запоминающего устройства 12, считываемого параллельно, является индикатором информации из данной ячейки второго оперативного запоминающего устройства 6. Считывание

"единицы" с третьего оперативного запоминающего устройства 12 соответствует записи в ячейке второго оперативного запоминающего устройства 6 номера числа посылок, при котором бып достигнут заданный уровень накопления, считывание "нуля" — записи числа накопленных к данному моменту фотонов.

На .фиг. 2 6 показаны интенсив-:. ность J потока фотонов в зависимости от расстояния L заданный уровень накопления во втором опративном запоминающем устройстве N номер временного интервала N (ячейки оперативноЬМ

ro запоминающего устройства) .

Дальнейшее накопление информации в ячейках второго оперативного sanoминающего устройства 6 в конце концов

1привадит к заполнению всех ячеек опе ративного запоминающего устройства номерами посылок, при которых в этих ячейках происходило достижение заданного уровня накопления, что позволяет рационально использовать полезный объем второго оперативного запоминающего устройства 6, заполняя его в необходимых случаях полностью и без потери информации.

-Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять параметры атмосферы с высокой точностью вдоль всей трассы зондирования и повысить гибкость эксперимента

sa счет возможности накапливать результаты не только до заданного числа посылок, но и до заданного уровня накопления в одной или нескольких (всех) ячейках.

1173196

4ttle.1

Фие. Я

Составитель Е,Иаколкин

Техред Л.Иикеш КорректорА.Зимокосов

Редактор А.Циткина

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

Заказ 5038/37 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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