Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике физического эксперимента и может быть использовано в ядерной физике при разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), например, для измерения амплитуды импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код заключается в том, что одновременно с определением старших разрядов измеряют длительность преобразуемого импульса лt на верхнем п-м эталонном уровне и находят превьпиение амплитуды импульса uh над п-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разряды выходного кода по формуле ЛЬ .f(n, ut). Устройство для реализации данного способа содержит параллельньй АЦП, два RS-триггера, шифратор, элементы антисовпадения , элемент ИЛИ, линии задержки, хронотрон и постоянное запоминающее устройство. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 M 1/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

@ @ )э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /" .-.К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (2 1) 3484034/24-24 (22) 19.08.82 (46) 23.06.88. Бюл. И- 23 (7 1) Объединенный институт ядерных исследований (72) А.И. Калинин (53) 681 ° 325(088 ° 8) (56) Патент Франции к.- 2310036, кл. Н 03 К 13/02, опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР ((809543, кл. Н 03 К 13/02, 1977. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОРОТКИХ

ИМПУЛЬСОВ ИЗВЕСТНОЙ ФОРМЫ В КОД

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике физического эксперимента и может быть использовано в ядерной физике при разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), например, для измерения амплитуды

„„SU,, 1405111 А 1 импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код заключается в том, что одновременно с определением старших разрядов измеряют длительность преобразуемого импульса д на верхнем п-м эталонном уровне и находят превышение амплитуды импульса hh над и-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разряды выходного кода по формуле Ah =, f (n, dt) . Устройство для реализации данного способа содержит параллельный АЦП, два

RS-триггера, шифратор, элементы антисовпадения, элемент ИЛИ, линии задержки, хронотрон и постоянное запоминающее устройство. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1405111

Изобретение относится к технике физического эксперимента и может быт| использовано в ядерной физике при разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), ; например, для измерения амплитуды, импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации данного способа.

Сущность способа преобразования коротких импульсов известной формы в код заключается в том, что с помощью набора эталонных уровней параллельного АЦП производится предварительное (грубое) измерение амплитуды входного сигнала. При этом определяются старшие разряды выходного кода.

По результатам работы параллельного

АЦП определяется номер и самого верх, Него достигнутого эталонного уровня ,относительно которого осуществляется, измерение длительности входного импульса / t на этом и-м уровне. При этом превышение амплитуды импульса

ph над п-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разряды вы30 ходного кода находят по формуле

ДЬ=й (и, 6t), исходя из заранее известной формы входного сигнала. При использовании данного способа в ядер1, ной электронике известность формы 35 входного сигнала определяется тем, !

;что на АЦП сигналы поступают со спектрометрического усилителя, где осуществляется их формирование.

В частном случае для входного сиг- 40 нала, имеющего форму равнобедренного треугольника, зависимость 6Ь

gt (п, Lt) выглядит как Ь h = 2 пп где h — величина одного уровня кван45 тования, Т вЂ” длительность входного сигнала в основании., Для гауссовского сигнала эту зависимость можно получить разложением гауссовской кривой в ряд Тейлора около, точки, соответствующей максимуму кривой: где Q — стандартное отклонение гауссовской кривой.

Устройство для реализации данного способа преобразования содержит параллельный АЦП 1, два RS-триггера 2, линии 3 задержки, шифратор 4, элементы 5 антисовпадения, элемент ИЛИ 6, хронотрон 7 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 8.

При этом вход АЦП 1 соединен с входом 9 устройства, шина 10 "Сброс" устройства соединена с Р,-входами

RS-триггеров 2, выходы шифратора 4 являются первой группой выходов 11 устройства, а выходы ПЗУ 8 — второй группой выходов 12 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на вход 9 устройства поступил входной импульс, например, треугольной формы. Па начальном этапе работы устройства срабатывает параллельный АЦП 1, это приведет к тому, что на определенных выходах его в зависимости от амплитуды входного сигнала появится код его старших разрядов. Этот код приведет к срабатыванию соответствующих RS-триггеров

2, предварительно по шине 10 "Сброс" установленных в нулевое состояние.

По состоянию RS-триггеров 2, соединенных с входами шифратора 4, на.первой группе выходов 11 устройства формируется код старших разрядов амплитуды входного сигнала. При этом независимо от значений уровней напряжения на выходах параллельного АЦП 1 информация в RS-триггерах 2 хранится в течение всего цикла измерения и умножается только по следующему сигналу "Сброс" по шине 10 "Сброс" устройства.

Длительность выходного сигнала с самого старшего сработавшего выхода параллельного АЦП 1 соответствует длительности основания остатка входного импульса, Этот сигнал проходит через соответствующую линию 3 задержки и элемент 5 антисовпадения на элемент ИЛИ 6. Линии 3 задержки включены для того, чтобы исключить прохождение на элемент ИЛИ 6 коротких сигналов, которые могут возникнуть вследствие задержки срабатывания в схемах параллельного АЦП 1, При этом длительность временной задержки для самого младшего выхода параллельного

АЦП 1 необходимо выбрать порядка половины времени нарастания входного импульса, для более старших выходов

3 1 - (1з параллельного АЦП 1 она постепенно уменьшается и для самого старшего выхода параллельного АЦП 1 ее можно выбрать в и раз меньше где и — чис1

5 ло выходов параллельного АЦП 1.

Таким образом, длительность сигнала на выходе элемента ИЛИ 6 точно соответствует длительности основания остатка. Для входных импульсов с тупой вершиной, например для гауссовской формы, лучше измерять длительность срабатывания параллельного

АЦП 1 не на самом верхнем уровне для данного импульса, а на втором, 15 третьем уровне сверху, При этом точность измерения будет выше.

В качестве измерителя временного интервала в устройстве использован хронотрон 7. ПЗУ 8 включено для коррекции нелинейности, которая возникает из-за того, что длительность остатка от амплитуды зависит нелинейно. На первую группу входов ПЗУ Ь поступает код старших разрядов с выхода шифратора 4, на вторую группу входов — код измерения длительности остатка с хронотрона 7, при этом на выходе ПЗУ 8, а следовательно, и на второй группе выходов 12 устройства

30 формируется код младших разрядов амплитуды входного сигнала.

Формула изобретения

1. Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код, 35 включающий сравнение амплитуды импульса с набором эталонных уровней, по результатам которого определяют номер и верхнего достигнутого уровня и соответствующие ему старшие разряды выходного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, оцновременно с определением старших разрядов измеряют длительность входного импульса д t на n — м уровне, а превышение ам— плитуды импульса hh над п — м уровнем и соответствующие ему младшие разряды выходного кода вычисляют, исходя из известной формы входного импульса

2. Устройство для преобразования коротких импульсов известной формы в код, содержащее и компараторов, первые входы которых объединены и подключены к шине входного сигнала, а вторые входы — к соответствующим резисторам делителя напряжения, пОдключенного к шине опорного напряжения, выходы компараторов подключены соответственно к S-входам RS-триггеров, число которых равно n, R-входы RS— триггеров объединены и подключены к шине "Сброс", а единичные выходы соединены с соответствующими входами шифратора, выходы которого соединены с шинами старших разрядов устройства, Я-входы RS-триггеров, кроме первого, соединены через линии задержки соответственно с прямыми входами (n-1) элементов антисовпадения, инверсные входы которых соединены соответственно с единичными выходами RS-триггеров, кроме п-го, выходы элементов антисовпадения соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соецинен с входом хронотрона, выходы которого подключены к одной группе входов постоянного запоминающего устройства, другая группа входов которого соединена с выходами шифратора, а выходы подключены к шинам младших разрядов устройства.

1405111

В Ф Ф ° ° ° ° ° 4 ° 4 ° Ф Ф 4

Составитель Г.Милославский

Техред А.Кравчук, . Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Гунько

Тираж 92" Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3110/56

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