Устройство для регистрации информации с координатной камеры

 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть применено в электронных схемах детекторов ядерного излучения, в частности при регистрации информации с координатной камеры. Целью изобретения являются расширение функциональных возможностей путем программируемого регулирования задержки и экономия электронного оборудования. tlpH регистрации сигналов в отoгoдe- текторных системах в каждом канале считывания помещаются задержки, которые обычно выполняются на сдвиговых регистрах, содержащих сотни ячеек и более. Предложено подключить к сдвиговому регистру логическую обратную связь, состоящую из сумматоров по модулю два. В результате, например, для получения одной и той же задержки вместо регистра, содержащего 256 ячеек, достаточно использовать 8-разрядный регистр. Задержку можно программно регулировать с помощью ЭВМ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. с ф (Л ОО 00 со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (59 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3931854/24-25 (22) 17.07.85 (46) 23,06,87. Бюл. ¹ 23 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Н.М.Никитюк (53) 539.1.074 (088,8) (56) Басиладзе С.Г. Быстродействующая ядерная электроника. M.: Энергоиздат, 19819 с.30, А deu Т. а,о. А Shift registr «e. alout system for multiwire proportio.nal chambers. Nuclear Instruments .and Methods, 1978, V 154, р.361, №2. (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ С КООРДИНАТНОЙ КАМЕРЫ (57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть применено в электронных схемах детекторов ядерного излучения, в частности при регистрации информации с координатной камеры. Целью изобретения являются расширение функциональных воэможностей путем программируемого регулирования задержки и экономия электронного оборудования.

При регистрации сигналов в многодетекторных системах в каждом канале считывания помещаются задержки, которые обычно выполняются на сдвиговых регистрах, содержащих сотни ячеек и более. Предложено подключить к сдвиговому регистру логическую обратную связь, состоящую из сумматоров по модулю два, В результате, например, для получения одной и той же задержки вместо регистра, содержащего 256 ячеек, достаточно использовать 8-разрядный регистр. Задержку можно программно регулировать с помощью ЭВМ.

1 з.п.ф-лы, 2 ил,,1318951

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть применено в электронных схемах детекторов ядерного излучения, в частности для регистрации информа.ции с координатной камеры (КК).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем программируемого регулирования задержки и экономии электронного обо- !О рудования.

На фиг. 1 приведена структурная схема одного канала устройства, на фиг.2 — схема блока логической обратной связи и регулируемой задержки совместно со сдвиговым регистром.

Устройство содержит вход 1 усилителя-формирователя 2, одновибратор 3 с .управляющим входом, управляющий триггер 4, группа элементов ИЛИ 5, элемент ИЛИ 6, сдвиговый регистр 7, выход 8 сдвигового регистра, первый

I управляющий вход 9 — вход для такто-. вых импульсов, выход 10 логической 25 обратной связи сдвигового регистра, блок 11 логической обратной связи и регулируемой задержки, группу управляющих входов 12, вход 13 блока 11, группу выходов 14 блока 11, один из,30 сдвиговых регистров 15 из группы сдвиговых регистров, группу 16 информационных входов, цепь 17 сброса,третий управляющий вход 18, последовательный вход 19, последовательный

35 вь1ход 20, второй управляющий вход

21 — вход для тактовых импульсов (медленный строб), входы, соединенные с выходами регистров 7 других каналов 22, группу входов 23 блока 11, 40

Сдвиговый регистр 7 выполнен на

D-триггерах.

Блок логической обратной связи и регулируемой задержки содержит элементы И 24, сумматоры 25 по модулю два триггера 26 регистра 7.

Устройство работает следующим образом.

Вход 1 усилителя-формирователя подключен к нити КК, которая является источником сигналов. Выход усилителя-формирователя 2 соединен с входом одновибратора 3, с помощью которого сглаживаются разбросы прихода сигналов от КК во времени. Этот разб- 55 рос является объективным и связан с принципом работы КК. Выход одновибратора соединен с входом 13 блока 11 логической обратной связи и регулируемой задержки и через группу элементов ИЛИ 5 и 6 с первым управляющим входом триггера 4. Группа выходов 14 блока логической обратной связи и регулируемой задержки подключена к параллельным входам сдвигового регистра 7. Предполагается, что регистр 7 имеет 4 разряда, Выход 10 старшего (4-го) разряда сдвигового регистра 7 является его выходом логической обратной связи, который соединен с первыми входами группы элементов И 24 (фиг.2). Выход 8 первого разряда регистра 7 является его выходом и соединен с одним из входов иэ группы 16 информационных входов ., сдвигового регистра 15 из группы сдвиговых регистров, число которых в устройстве равно числу каналов считывания, деленному на разрядность одного регистра 15. К остальным входам группы 16 входов подключены выходы регистров сдвига других каналов считывания.

На вход 17 подается сигнал установки всех триггеров в исходное состояние. Вход 18 является режимным.

В зависимости от уровня на этом входе регистр 15 или принимает данные от регистра 7 или сдвигает эти данные по последовательной цепи, состоящей из группы сдвиговых регистров, в запоминающее устройство. Последовательный вход 19 соединен с выходом предыдущего сдвигового регистра,аналогичного регистру 15, Последовательный выход 20 подключен к входу следующего сдвигового регистра группы сдвиговых регистров, На вход 21 подается сигнал от специализированного процессора, в котором принимается окончательное решение о приеме сигнала от канала в цепь сдвиговых регистров (так называемый медленный строб).

Этим же сигналом через элемент ИЛИ 6 устанавливается в исходное состояние триггер 4. На вторые входы элементов

И 24 (фиг.2) подаются коды, с помощью которых меняется задержка сигнала.

Выходы сумматоров 25 по модулю два образуют выходы блока ll и соединены с параллельными входами сдвигового регистра 7, Выходы первых, кроме последнего, триггеров 26 сдвигового регистра 7 образуют группу входов 23 блока 11, соединенную с вторыми входами сумматоров 25 по модулю два, причем вто3 131895 рой вход первого сумматора 25 по модулю два является входом блока 11.

Выходом логической обратной связи блока 7 является выход последнего из триггеров 26, этот выход подключен к объединенным входам схем И 24,которые образуют вход логической обратной связи блока 11. !

Выход управляющего триггера 4 соединен с управляющим входом одновибратора 3, Триггер 4 является общим для всего устройства. Сигналы от нити камеры, независимо от того, полезны они или нет (шумы), после усиления и формирования проходят на вход одновибратора 3, с выхода которого поступают на вход 13 первого сумматора 25 по модулю два (фиг.2). Длительность импульса на выходе одновибратора 3 задается такой, чтобы при определен20 ной частоте тактовых импульсов (быстрые стробы, поступающие от монитора), подаваемых на вход 9, происходил захват сигналов, поступающих от одновибратора. Предположим, что необходимо обеспечить задержку на 16 тактов,Эта задержка необходима для того, чтобы обеспечить передачу полезного сигнала в цепь сдвиговых регистров по ме ре поступления тактовых сигналов (сигналов медленного строба), поступающих на вход 21. Очередной тактовый импульс заносит в триггер Т, сигнал "1", которая затем последовательно сдвигается вплоть до старшего разряда регистра сдвига, После пятого такта на выходе 10 появится сигнал обратной связи, который поступает на первые входы элементов И,-И4. 40

Допустим, что на вторые входы 12 подан код 1100. Тогда сигнал обратной связи пройдет элементы И< и И, сумматоры по модулю два С„ и С и установит В «1« триггеры Т< и Tz Та- 45 ким образом, в течение 16 тактов регистр сдвига принимает состояние

1000, 01100, 0010, 000! и 1100, 0110, 0011, 1101, 1010, 0101, 1110, 0111, 1111, 1011, 1001 и 1000, Такие состояния обеспечиваются за счет логической обратной связи, состоящей из сумматоров по модулю два. Например, из состояния 1001 в состояние 1000 регистр сдвига переходит следующим образом.

Сигнал переноса из старшего разряда после сдвига (предполагаем, что сдвиг происходит по переднему фронту

1 4 тактового импульса) устанавливает в "1" первый разряд, однако на второй разряд сигнал "1" не поступит, поскольку произойдет сложение по модулю два сигнала обратной связи о импульсом, поступающим от первого разряда, т.е. на выходе сумматора по модулю два сигнала переноса во второй разряд в данном случае не возникнет, Для получения минимальной задержки на 4 такта достаточно на входы 12 подать уровни напряжения,соответствующие коду 0000. Устанавливая различные коды на входах 3, можно получить различные задержки в пределах от 4 до 16 тактов, Общий закон получения необходимых обратных связей, если последовательность кодов

1000, 0100...,, 1001 рассматривать

4 как элементы поля Галуа GF(2 ), образованные над неприводимым полино4 мом четвертой степени, х + х + 1 °

Если допустить, что а = 1000, а

0100, а = 0010 и а = 0001 базис< ные элементы, а элемент а — корень

< с полинома, тогда а = а + 1, а

= a + а" = 0110, a = а + а

= 0011 и т,д. Причем знак "+" обозначает сумму по модулю два.

Логическая обратная связь, соответствующая максимальной задержке, 4 1 задается уравнением а = а + 1, т.е. перенос из старшего разряда должен быть подан через сумматоры по модулю два на входы первых двух разрядов сдвигового регистра. Промежуточные значения задержек можно получить,если осуществить подачу сигнала обратной связи на другие разряды сдвигового регистра. Например, для получения задержки на 6 тактов необходимо подать на управляющие входы 12 код

1010. Тогда после 4 тактов состояние регистра сдвига будет 0001,после пятого — 1001 и после шестого — 1000.

Причем время подачи сигнала медленного строба выбирается таким„ чтобы он поступил на второй управляющий вход через время, равное 6 тактам быстрого строба. Далее этот сигнал передается в группу сдвиговых регистров для промежуточного хранения.

Регистры сдвига с логической обратной связью, которая задает я с помощью неприводимых полиномов m-й степени, получили название счетчиков в поле Галуа СР(2 ) . Так при тп = 5 и с +

6 такими полиномами являются х +

1318951

+ х + 1 и х + х + 1. Таким образом, в предложенном устройстве требуется гораздо меньше электронных схем за счет уменьшения длины сдвиговых регистров, используемых в ка- 5 честве элементов задержки.

Если обозначить через и число разрядов в регистре, то уменьшение числа разрядов в сдвиговом регистре в 0 предлагаемом устройстве характеризуh ется отношением 2 /п. Так при и

= 8 эта величина равна 256/8 = 32.

Изменяя связи в цепи логической обратной связи, можно регулировать с помощью ЭВМ величину задержки от минимальной величины, равной и тактов, Н до максимальной — 2 тактов. При большом числе каналов (свыше 100) получается значительная экономия, Кроме того, при изменении условий эксперимента требуется нередко юстировка задержек в каналах считывания, которая обычно выполняется вручную. В предлагаемом устройстве эту трудоемкую процедуру можно выполнять автоматически с помощью ЭВМ. За исключением усилителей формирователей все логические элементы, используемые в устройстве, являются стандартными микросхемами. Управляющий триггер 4, который перебрасывается, как только в одном из каналов в 1-м разряде появится "1" служит для того, чтобы запретить прохождение сигналов с одновибратора 3 на вход 13 на время работы блока логической обратной связи и регулируемой задержки. Эта блокировка снимается сигналом медленного строба, после прихода которого разре- 40 шается прохождение сигналов с,выхода одновибратора 3. В качестве одновибратора можно выбрать стандартную микросхему К155 АГЗ, которая имеет два управляющих входа.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации информации с координатной камеры, содержащее однотипные каналы считывания, где каждый канал содержит усилитель-формиров атель, одновибратор, сдвиговый регистр, вход синхронизации которого является первым управляющим входом устройства, а также группу сдвиговых регистров, число которых равно числу каналов считывания, деленному на разрядность одного регистра из группы сдвиговых регистров, содержащее второй управляющий вход, подключенный к их входам синхронизации, группу информационных входов, последовательный и третий управляющий входы, последовательный выход, а также цепь сброса триггеров группы сдвиговых регистров и сдвигового регистра в исходное состояние, причем вход усилителя-формирователя подключен к нити камеры, выход — к входу одновибратора, выход сдвигового регистра подключен к одному из информационных входов группы сдвиговых регистров, последовательный вход сдвигового регистра в группе сдвиговых регистров соединен с последовательным выходом предыдущего, а последовательный выход — к последовательному входу последующего сдвигового регистра в группе сдвиговых регистров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем программируемого регулирования задержки и экономии электронного оборудования, введены элемент ИЛИ, группа элементов ИЛИ, управляющий триггер и в каждый канал считывания блок логической обратной связи и регулируемой задержки, содержащий вход, вход логической обратной связи, группу управляющих входов, группу выходов и группу входов, число которых на единицу меньше числа в группе выходов, причем вход блока соединен с выходом одновибратора, группа выходов подключена к параллельным входам сдвигового регистра, а группа входов — к первым, кроме последнего, параллельным выходам сдвигового регистра, выход обратной связи которого подключен к входу логической обратной связи блока, выход одновибратора через группу элементов

ИЛИ соединен с первым входом управляющего триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с целью сброса триггеров в исходное состояние, а второй вход подключен к второму управляющему входу, остальные входы группы элементов ИЛИ подключены к выходам одновибраторов других каналов считывания, входы управления всех одновибраторов подключены к выходу управляющего триггера.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч аю щ е е с я тем, что блок логи21

Фиа1

Составитель M.Äàíèëoâ

Техред M. Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Редактор В,Данко

Заказ 2506/39

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

7 131 ческой обратной связи и регулируемой задержки содержит группу элементов И и группу сумматоров по модулю два, причем группа управляющих входов подключена к первым входам элементов И, вторые входы которых объединены и являются входом логической обратной связи блока, выходы сумматоров по мо8951 8 дулю образуют группу выходов блока, первые входы сумматоров по модулю два соединены с выходами элементов

И, второй вход первого сумматора по модулю два является входом блока, а остальные вторые входы сумматоров по модулю два образуют группу входов блока.