Регистратор света

 

Изобретение относится к электрофотометрии слабых световых потоков видимой области спектра. Цель изобретения состоит в повышении .точности измерения светового сигнала. Регистратор построен на базе счетчика фотонов и состоит из фотоприемника 1, соединенного выходом через последовательно включенные первое пороговое устройство 2 и преобразователь частоты 3 с первым входом измерителя скорости счета импульсов 4 и через второе пороговое устройство 5 - с вторым входом измерителя 4. При этом пороговые устройства 2, 5 настроены на разные уровни срабатывания , а измеритель 4 выполнен в виде блока определения разности скоростей счета импульсов , поступающих на два его входа. 2 ил. ш (Л Фиг.1 ю 05 о О5 со 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1260694 (51) 4 G Ol J 1 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ р»ф »р,»с qц

13,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Я.;,,;-:,К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3897425/24-25 (22) 21.05.85 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (72) С. С. Ветохин и С. В. Холондырев (53) 621.383.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 672510, кл. G 01 J 1/44, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1114897, кл. G 01 J 1/44,,1983. (54) РЕГИСТРАТОР СВЕТА (57) Изобретение относится к электрофотометрии слабых световых потоков видимой области спектра. Цель изобретения состоит в повышении точности измерения светового сигнала. Регистратор построен на базе счетчика фотонов и состоит из фотоприемника 1, соединенного выходом через последовательно включенные первое пороговое устройство 2 и преобразователь частоты

3 с первым входом измерителя скорости счета импульсов 4 и через второе пороговое устройство 5 — с вторым входом измерителя 4. При этом пороговые устройства

2, 5 настроены на разные уровни срабатывания, а измеритель 4 выполнен в виде блока определения разности скоростей счета импульсов, поступающих на два его входа. 2 ил.

1260694

Изобретение относится к электрофотометрии преимущественно слабых световых потоков в видимой области спектра и может быть использовано в приборостроении для нужд спектрального анализа, астрометрии, биофизики, медицины.

Цель изобретения — повышение точности измерения светового сигнала.

На фиг. 1 приведена блок-схема регистратора; на фиг. 2 — пример реализации измерителя скорости счета импульсов.

Устройство содержит фотоприемник 1, соединенный выходом через последовательно включенные дополнительное пороговое устройство 2 и преобразователь частоты 3 с первым входом измерителя скорости счета импульсов 4 и через пороговое устройство

5 — с его вторым входом 6. Измеритель скорости счета импульсов состоит, например, из реверсивного счетчика 7 с сумирующим входом. Выходы триггеров счетчика 7 нагружены на входы схемы ИЛИ 8, соединенной выходом с инвертирующим входом первой схемы И 9 и первым входом второй схемы И 10, вторые входы которых являются вторым входом 6. При этом выход схемы И 10 соединен с вычитающим входом счетчика 7.

Устройство работает следующим образом.

Фотоприемник 1 преобразует попадающие на него фотоны в одноэлектронные импульсы, которые вместе с темнавыми импульсами фотоприемника 1 после амплитудного отбора (как правило, с предварительным усилением) в пороговых устройствах

2, 5 и преобразования частоты их следования в блоке 3 поступают на входы измерителя скорости счета импульсов 4. По разности скоростей счета импульсов судят о значении измеряемого светового сигнала. Определение этой разности производится, например, схемой фиг. 2. При этом счетчик 7 заполняется по суммирующему входу 4. Наличие в нем импульсов заставляет сработать схему ИЛИ 8, запрещающую по инвертирующему входу схемы И 9 пропускание на выход измерителя импульсов. Проходящие на вход 6 в этот период импульсы запускают схему И 10, выходные импульсы которой воздействуют на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Если средняя скорость счета импульсов по входу 6 больше, чем по суммирующему входу, в установившемся режиме превая из них уменьшается на значение второй. Флуктуационное превышение вычитаемой скорости в начальный момент регистрации не сказывается на работе устройства при достаточно большей скорости емкости реверсивного счетчика 7 (обычно достаточно одной — двух декад).

Если средняя скорость счета выше по суммирующему, то о разности можно судить по содержимому счетчика 7 (в единицу времени в нем будет накоплено число импульсов, равное разностной частоте).

Регистратор работает следующим образом.

Пороговое устройство 2 настроено на оптимальный отбор одноэлектронных импульсов из их смеси с темновыми. При этом на его выходе за заданное время измерения Т накапливается Ni= N,+ NT импульсов, где

N, и NT — количество одноэлектронных и темновых импульсов соответственно. Пороговое устройство 5 настроено на другой порог срабатывания, поэтому на его выходе за время Т появляется И =а Х,+)N отобранных импульсов с иной, чем в N, про15 порцией, задаваемой постоянными для данного фотоприемника коэффициентами а и р, одноэлектронных и темновых импульсов.

По значениями Nl и N> можно определить пропорциональное количеству фотонов М в измеряемом световом сигнале число

Откуда М- Nz — ран что требует введения специального счетного блока. Простейшим случаем выполнения является блок преобразования частоты с коэффициентом преобразования р, помещенный на выходе первого порогового устройства 2. При наличии такого преобразователя 3 в первом канале за время Т будет накоплено PN) импульсов, а во втором канале 6 — N импульсов. Их разность дает искомое количество фотонов в измеряемом световом потоке.

Отношение сигнал/шум р для пуассоновских потоков N, и N- имеет величину а в случае малых сигналов (N,<

2@с (1 - З)

1+ 2Я 1 1+Р) 1 т

Базовым объектом выбираем счетчик фотонов с оптимизированным порогом дискриминации, отношение сигнал/шум для которого

Pl)= N,/2 - / М.

1260694

0Ъ2. 2

Составитель А. Чурбаков

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 5216/37 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сравнение отношений сигнал/шум показывает, что р/ ро = 2,8, т.е. достигается почти трехкратное повышение точности измерения светового потока.

Затраты времени пропорциональны квадрату требуемого повышения точности.

Формула изобретения

Регистратор света, содержащий последовательно соединенные фотоприемник, пороговое устройство и измеритель скорости счета импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения светового сигнала, в него введены дополни5 тельное пороговое устройство и преобразователь частоты, причем выход фотоприемника через последовательно соединенные дополнительное пороговое устройство и преобразователь частоты соединен с вторым входом измерителя скорости счета импульсов.