Цифровой фотометр

 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в устройствах ввода полутоновых фотографических изображений в ЭВМ. Цель изобретения - увеличение быстродействия во всем динамическом диапазоне тока фотокатода ФЭУ с представлением выходного двоичного кода в виде .мантиссы и порядка. Это достигается таким подключением входов нескольких аналого-цифровых преобразователей (АЦП) к определенным динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый сиг1яал возрастает по степеням двойки. При этом выходы всех АЦП, образуя многоразрядную сетку, подключены через развязьшающие элементы к блоку автоматического выбора порядка и мантиссы , в котором происходит вьщеление значащих разрядов выходного кода АЦП. 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 J 1 44 »",1 .»" »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4107057/31-25 (22) 20.08.86 (46) 15.09.88. Бюл..У 34 (71) Институт физики высоких энергий

АН КазССР (72) В.Г. Воинов, А.P. Нейман и С.А. Сысолятин (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 989354, кл. G 01 J 1/44, 1985.

Патент Великобритании У 1488169, кл. G 01 3 1/44, 1977. (54) ЦИФРОВОЙ ФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в устройствах ввода полутоновых фотографических изображений в ЭВМ. Цель изоб„,SU„423918 А1 ретения — увеличение быстродействия во всем динамическом диапазоне тока фотокатода ФЭУ с представлением выходного двоичного кода в виде .мантиссы и порядка. Это достигается таким подключением входов нескольких аналого-цифровых преобразователей (АЦП) к определенным динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый .сигйал возрастает по степеням двойки. При этом выходы всех АЦП, образуя многоразрядную сетку, подключены через развязывающие элементы к блоку автоматического выбора порядка и мантиссы, в котором происходит выделение значащих разрядов выходного кода

АЦП. 1 ил.

1423918

Изобретение относится к фотометр и и может быть использовано в устр йствах ввода полутоновых фотографич ских изображений в ЭВМ.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и обеспечение удобства

"P едставления информации.

На чертеже представлена схема фрового фотометра.

Цифровой фотометр состоит иэ фотоножителя (ФЭУ) 1 с динодами 2, подюченными через нагрузочные сопротив" ения 3 к делителям 4 напряжения на езисторах, усилителей 5, входы кото- 15

ых подключены к нагрузочным сопротивениям 3, а выходы — к соответствум входам аналого-цифровых преобра— ователей (АЦП) 6, выходы которых чеез развязывающ е оптро 7 подключе- 20 к блоку 8 автоматического выбора орядка и мантиссы, и изолированных сточников 9 питания.

Устройство работает следующим обазом. 25

При воздействии света на фотокаод ФЭУ на его динодах практически дновременно появляется токовый сигал

1 мер динода Й отсчитываемый со стороны катода;

Π— коэффициент усиления динода;

I - ток фотокатода.

Напряжение питания ФЭУ выбрано так, что .Д= 2 . Таким образом, токовые сигналы с выбранных динодов воз-! растают по мере приближения к аноду 4 по степеням двойки.

К каждому k-му диноду через соответствующее нагрузочное сопротивление

3 и усилитель 5 подключен i-разрядный АЦП 6 с выходным сигналом, имеющим прямой двоичный код. Число вводимых АЦП m определяется по формуле

3 ф,<

20ilg2

Id. У1 (1) IÊ

1 J где j — порядковый но где Йф„- динамический диапазон тока катода ФЭУ в децибеллах; — разрядность АЦП.

Разрядность i каждого АЦП можно было бы взять максимально большой, сведя тем самым к минимуму число узлов, состоящих из усилителей, АЦП и источников питания. С другой стороны, ее не имеет смысла брать больше той величины, которая необходима для

1 оцифровки линейного участка характеристики тока динода. Поэтому разрядность должна быть не более отношения d/20 1g2, где d — динамический диапазон тока динодов ФЭУ в децибеллах. Узлы оцифровки (усилитель, АЦП, блок питания) подключают к каждому

1-му диноду, где k = L/m, à L — общее число динодов ФЭУ. Такое подключение входов АЦП к динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый сигнал возрастает пропорционально

)! позволяет объединять выходы АЦП в многоразрядную сетку, обеспечивая высокое быстродействие устройства во всем диапазоне изменения сигнала, обеспечиваемом катодом ФЭУ.

Введение тп АЦП обусловлено необходимостью расширения разрядной сетки преобразователя и перехода к параллельному способу съема сигналов с динодов ФЭУ.

Введение m усилителей, выходные сигналы которых относятся как 2, что удобно для обработки информации цифровыми средствами, обусловлено необходимостью согласования токовых

30 cHrHaJIQB. Снимаех с д нодов ФЭУ и входных сигналов АЦП.

Введение m изолированных низковольтных источников питания и N =

= i.ш развяэывающихузлов обусловлено необходимостью гальванической развязки высоковольтных цепей ФЭУ с низковольтным блоком обработки сигналов.

Введение блока автоматического выбора порядка и мантиссы необходимо для выделения заданного числа 5 значащих разрядов в цифровом коде на выходах АЦП. Это связано с тем, что при малых световых сигналах в выходном цифровом коде старшие разряды не несут полезной информации. С другой стороны, при больших световых потоках последние диноды ФЭУ входят в насыщение, и соответствующие им младшие разряды выходного сигнала не содержат полезной информации об измеряемом

50 световом потоке. Таким образом, полезная информация содержится лишь в определенном числе S (N значащих разрядов цифрового кода. Блок автоматического выбора порядка и мантиссы выделяет эти S значащих разрядов (мантиссу выходного кода) и задает их местоположение в цифровом коде на выходах АЦП, которое зависит от

1423918 величины входного светового потока, в виде порядка выходного кода.

Число значащих разрядов мантиссы

S выбирают, исходя из реально реализуемой или заданной относительной погрешности измерений.

Ф ор мул а и з о б р е т ения

Цифровой фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения и усилитель, который подключен к выбранному диноду через соответствующее нагрузочное сопротивление, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и удобства представления информации, в него введены m аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с изолированными источниками питания, блок авто- матического выбора порядка и мантиссы, m-1 дополнительных нагрузбчных сопротивлений и m-1 дополнительных усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, обеспечивающими отношение выходных напряжений k-го и (k-1)-го усилителей, равным n, где

n ), 2, i-разрядность АЦП, при этом

m АЦП подключены к m динодам через соответствующие усилители и нагрузочные сопротивления, а выходы АЦП через развязывающие элементы подключены к входам блока автоматического выбора порядка и мантиссы, выходные коды которого и коды АЦП,. представлены в системе счисления с основанием и.