Устройство для регистрации координаты центра кластера

 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть использовано для регистрации координаты центра кластера. Целью изобретения является расвирепие функциональных возможностей. Устройство содержит блоки датчиков, усилители , формирователи и смесители, В устройство введены дополнительная группа смесителей и модуль вычисления координаты центра кластера. Допол гительное оборудование позволяет регистрировать центр кластера длиной более 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,, 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1У БЛИН

М (19) (И) (gg 4 G 01 Т 5/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHH

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3849944/31-25 (22) 28.01.85 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Н.М.Никитюк (53) 539.1,08(088,8) (56) P.G1assek, Н.Roster "А positionsensitive chamber." Nuclear Instruments and Methods, 1977, v. 14 1, р. 111.

S.Kitamoto "А new — read — out

method for muftiwire prorortionaf

counters". Nucfear Instruments.and

Methods, 1982, ч. 198, р. 595. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КООРДИНАТЫ ЦЕНТРА КЛАСТЕРА (57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и монет быть использовано для регистрации координаты центра кластера. Целью изобретения является расмирение функциональных возможностей. Устройство содержит блоки датчиков, усилители, формирователи и смесители.

В устройство введены дополнительная группа смесителей и модуль вычисления координаты центра кластера. Дополнительное оборудование позволяет регистрировать центр кластера длиной более 2. 1 э.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл. Е

1260889

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть применено в электронных и оптических схемах, детекторов заряженных частиц.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем регистрации координаты центра кластера длиной t, при t 1, 2...и т.д.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для случая, когда число датчиков в одном

t бло-.;е составляет и С, N(N, 1) с2+ е

1 2 где

2 о

N - число смесителей 1-й группьц

t — - длина кластера; C„ — число сочетаний иэ Я по 2 при фиксированных

N = 6 и t = 3. Связи показаны только для первого блока.

Устройство содержит выходы датчиков 1-12, соответствующие им усилители 13 и формирователи 14, первую группу смесителей 15-20, мнрговходовый смеситель 21 на и = 6 входов, модуль 22 вычисления координаты центра кластера, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), вторую группу смесителей 23-25, входы 26 первой группы смесителей, подключенные .к выходам формирователей других блоков датчиков, входы 27 второй группы смесителей, подключенные соответст-венно к выходам всех формирователей

2-ro, З-го, N-ro блоков, выход 28 сигнала синхронизации (БЫСТРОЕ ИЛИ), выходы 29 устройства, Конструктивная взаимосвязь в устройстве выполнена следующим образом. Выходы датчиков

1-12 подключены к входам соответствующих нм усилителей. В качестве датчиков могут служить нити, используемые в координатной пропорциональной камере, дрейфовые трубки, сцинтилляторы, полупроводниковые детекторы. Сигналы, поступающие от таких датчиков, как правило, усиливаются., С помощью формирователей эти сигналы в зависимости от условий эксперимента формируются по длительности, ам.плитуде, полярности. Выходы формирователей 14 первого блока по определенному правилу соединены с вхоràìè смесителей 15-20. Это правило исходит из структуры кодирующей матрицы Н1 при условии, что в ней

50

5 !

О !

25 ,30

35, вычеркнуты последние 3 столбца, что позволяет однозначно регистрировать тройной кластер.

Матрица Н1 имеет регулярную структуру и характеризуется следующими параметрами: Н 6 — число строк; ! и = С число столбцов (число сочетаний 2 из 6) = 15. Все столбцы матрицы Н1 начиная с первого, можно разделить на группы И = N — 1 = 5 групп. Первую группу А образуют первые 5 столбцов, вторую группу В— следующие 4 столбца (столбцы 6-9) и т.д., и последний 15 столбец образу ет 5-ю группу. Позиции единиц в строках матрицы Н1 задают правило соединения выходов формирователей с входами смесителей. Число столбцов в матрице Н1 соответствует числу датчиков в блоке, а число строк — числу смесителей. Количество входов каждого иэ затих смесителей определяется числом единиц в соответствующей строке кодирующей матрицы. Позиция единиц в столбце кодирующей матрицы определяет на какие смесители сигнал разветвляется от датчика, соответствующего данному столбцу. Важнейшим пйраметром матрицы Н1 является коэффициент сжатия К, = n/N. Для данного примера К, 15/6 = 2,5. В общем случае К сильно растет с возрастанием и. !

На входы смесителя 15, который соответствует первой строке матрицы

Н1, сигналы через усилители и формирователи поступают от 1-ro, 6-ro и 10-го датчиксу, так как единицы в этой строке расположены в 1-м, 6-м и 10-м столбцах. Аналогично выполнены связи в остальных смесителях. Кроме того, входы 26 смесителей 15-20 соединены с выходами формирователей других блоков датчиков по такому же,правилу. Так кодирующая матрица Н2 для второго блока будет такой же как и для 1-го, за исключением того, что в ней добавлена строка, состоящая из единиц.

Следующий блок содержит две строки, содержащие все единицы и т.д.

Коэффициент сжатия растет до тех пор, пока число дополнительных строк не сравнивается с числом столбцов в исходной матрице Н2. Из структуры! 260889 матрицы Н2 видно, что из второго блока сигналы на вход смесителя 15 поступают от 13-го, 18-ro и 22-ro датчиков, если счет вести, начиная с первого блока и т.д. Входы второй 5 группы смесителей соответственно соединены с выходами всех формирователей блоков, начиная с .второго, что следует из структуры матрицы Н2.

Входы смесителя 23 соединены с выходами всех формирователей соответству+ ющих второму блоку датчиков и т.д.

Выходы смесителей первой и второй групп подключены к входам модуля вычисления координаты центра кластера.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что одновРеменно сигналы поступают от датчиков 1-3 первого блока. Тогда на выходах смесителей

15-20 формируется код 111001, соответствующий булевой сумме первых трех столбцов матрицы Н1. Этот код поступает на адресные входы модуля вычисления координаты центра кластера, который представляет собой посто янное запоминающее устройство, запрограммированное на работу в режиме преобразователя кодов. Так коду на 30 входах ПЗУ 111001 на выходах соответствует код 0000100 = 2 (младший разряд слева). Если же срабатывают датчики 2-4, то в ПЗУ выполняется преобразование 0111010- 000011 = 3, З5 что соответствует координате центра кластера. Если же сигналы поступают от датчиков 1-3 второго блока, то на выходах смесителей первой и второй групп формируется код 1110011, à . 4p на выходе ПЗУ вЂ” код 001110 = 14, так как центр этого кластера совпадает с датчиком.

Таким образом, за счет сжатия данных, поступающих от датчиков 45 многоканального детектора, можно использовать современные быстродействующие ПЗУ.

Кроме того, в ПЗУ расшифровывает-. ся также код номера блока, который 50 поступает с выходов смесителей 2325. В таблице 3 приведены данные, характеризующие рост коэффициента сжатия К при различных значениях величин и и N в прототипе. 55

В табл. 4 приведены значения К в зависимости ст величин и, М ц числа используемых блоков В/В 4 п при регистрации кластера длиной с=3.

Видно, что величина К 8 достигается при числе датчиков в прототипе 144, а в предлагаемом устройстве при n = !20.

Если число датчиков в координатной камере велико, то в предлагае-. мом устройстве необходимо кодировать большими блоками, что видно иэ табл. 5. Причем здесь t = 4, N N плюс число блоков.

При этом в табл. 5 учтен тот факт, что кодирование выполняется укороченными матрицами, так как при Я = 10, и = С = = 45, 10 9

Для регистрации кластера длиной 4, необходимо в исходной матрице вычеркнуть последние 6 столбцов.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройства имеет более широкие функциональные возможности за счет эффективной регистрации кластера, который может возникнуть в любой части детектора.

В общем случае связь между Иараметрами и, N, t и В определяется следующим выражением

N(N — 1) — t + t)S

2(N + В)

N(N — 1) и = С

М

ТакприИ=15, t=6, В=10, К. .= 36, а общее число датчиков, кото- . рое можно закодировать, при этом равно (N(N — 1) — t + с1В

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации координаты центра кластера, содержащее и блоков датчиков, причем кажп(п-1) -t +t дый блок содержит датчиков, где t — - длина кластера, разделенных на n-t групп, в i-й группе содержится и-i датчиков, где i = 1, 2, 3..., n-t, усилители, формирователи, выходы датчиков соединены с входами усилителей, выходы которых подключены к входам соответствующих им формирователей, причем

m-й формирователь в i-й группе кажТа блица 1

1 .2. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 и

1 0 О О О 1 О О О 1 О 0 1 0 1 1

О 1 .О 0 О О 1 О О О 1 О О 1 1 2

О 0 О О .О О t О О О 1 1 1 О 3

О О 0 1 О О О О 1 1 1 t О О О 4

О 0 О О. t 1 1 1 1 О О 0 О О О 5

1 1 1 1 О О О О О

А В

О 0 О О О 6

С Д Е Ы

Таблица2

13 14 ..15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 О О О О 1

О.g 0 1 O O

О 1 О О О О 1 О О О 1 О

Н2 О

О 1 О О О

О 1 О О О t

О О О 1

О О О О 1, 1 .1 1

О О О О.1 1

1 1 О О О

О 0 О О О О

1 О

1 1 1

S 1 дого блока соединен с входами i-го и (i+m)-го смесителей, ш 1, 2, 3, ..., n-i, многовходовый смеситель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регистрации координаты центра кластера длиной t, дополнительно введена вторая группа смесителей и модуль вычитания координаты центра кластера, причем входы смесителей второй группы соединены .соответственно с выходами всех 4ормирователей блока датчиков, начиная с 2-го блока„ выходы смесителей второй группы соединены с входами модуля вычисления коордийаты

260889, Ь центра кластера, выходы смесителей первой группы подключены к выходам многовходового смесителя и к входам модуля вычисления координаты центра кластера, выходы которых являются выходами устройства, а выход много" входового смесителя является выходом синхронизации.

2, Устройство по и. 1, о т л и10 ч а ю щ е е с я тем, что модуль вычисления координаты центра кластера представляет собой постоянное запоминающее устройство, адресные входы которого соединены с соответ15,ствующими выходами смесителей первой и второй групп.

1260889

Таблица3

Ч «Н

N 6 7 9 10 11 12 13 15 17 19 21 п 17 24 40 50 60 72 84 112 144 190 220

К 2,6 3,4 4,4 5,0 5,5 6 7 7,6 8 10 10,1

Таблица 4!

0 13

6 7

Я 6 7 8 9 10 . 11 12 13 14

15 16 и 12 . 24 36 48 60 72 S4 96 108 120 132

К 2,0 3,4 4,2 5 6 6,6 7 7,4 7,5 8 8

Та блица 5

1 .2 3 4 5 6 7 8

N 10 1t 12 13 14 15 16 17 . !8 19 и 39 78 117 156 195 234 273 312 351 390

3 9 7 10 12 14 16 17 18 19 20

I I

1260889

Составитель В.Рогов

Техред Л.Сердокова

Редактор И.Касарда

Корректор К. Сирохман

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo pBIIBM изооретений H открь)тий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 5227/47

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4