Устройство для измерения спектрального распределения радиоактивного излучения

 

Изобретение относится к области технической физики, а именно к уст- - ройствам для первичного преобразования актлитуд спектрометрических импульсов . Цепь изобретения - повышение точности измерения. В ycTpoficTso, содержащее два аналого-цифровых преобразователя 2, 3, первый блок вычитания и цифроаналоговый преобразователь 1, введены второй блок вычитания 5, блок умножения 6, два регистра 7 и 8, сумматор 9, элемент ИЛИ 10 и блок ключей 11. Это позволяет исключить из суммарного значения дифференциальной нелинейности преобразования основную ее компоненту - дифференциальную нелинейность аналогоцифрового преобразователя старших разрядов, сохраняя при этом высокое быстродействие, присущее методу последовательно-параллельного преобразования , -ЧТО обеспечивает повышение точности измерения спектрального распределения радиоактивного излучения. 2 ил. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 011

А1 (51)5 G 01 Т )/36 ОЯМ8 йАТЕЙТИм- Ел ) ЧЕВЬЙ, .Ъ ii .О) ...,À

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 1 5. 09, 90. Бюл, 1) 34 (21) 4 201 78 5/24-25 (22) 02.03.87 (72) Ю,А.Копьев и В.Н.Судариков (53) 535.214.4(088.8) (Se) Авторское свидетельство СССР

В 425147, кл. G 01 T 1/36, 1974.

Цитович A.Ï. Ядерная электроника.

Атомиздат., — М.: 1984, с. 284, рис..5.22. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Р)ЩИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к области технической физики, а именно к уст-ройствам для первичного преобразования амплитуд спектрометрических импульсов. Цель изобретения — повышение точности измерения. В устройство, содержащее два аналого-цифровых преобразователя 2, 3, первый блок вычитания и цифроаналоговый преобразователь l, введены второй блок вычита" ния 5, блок умножения 6, два регистра 7 и 8, сумматор 9, элемент ИЛИ 10 и блок ключей 11. Это позволяет исключить нз суммарного значения дифференциальной нелинейности преобразования основную ее компоненту — дифференциальную нелинейность аналогоцифрового преобразователя старших разрядов, сохраняя при этом высокое быстродействие, присущее методу по. следовательно-параллельного преобра" зования, что обеспечивает повышение

Я точности измерения спектрального рас" пределения радиоактивного излучения.

2 ил.

С::

1424512

Изобретение относится к области технической физики, а именно к уст,ройствам для первичного преобразования амплитуд спектрометрических им пульсон, и может быть использовано

5 в составе прецизионных спектрометриеских систем, в частности н составе системы сбора спектрометрической информации термоядерной установки

"Токамак 15".

Цель изобретения " повышение точости измерения.

На фиг. 1 представлена функциоальная схема устройства; на фиг. 2 - 15 ременные диаграммы, иллюстрирующие, го работу.

Устройстно для измерения спект" рального распределения радиоактинного йзлучения содержит и-разрядный цифра- 20 аналоговый преобразователь (ЦАП)

Ф-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, (и-m+1)-разрядый аналого-цифровой преобразователь блоки вычитания 4 и 5, блок умно- 25 ения 6, регистры 7 и 8, сумматор 9, лемент ИЛИ 10 и блок ключей 11. (Входная шина 12 соединена с одним входом блока вычитания 4 и с входом

ФДП 2, разрядные выходы которого соединены с первой группой входов блоKIB умножения б и через элемент ИЛИ 10 с входом управления блока ключей 11.

Выходы регистров 7 и 8 соединены с оответстненно с одной группой входов 35

6 пока вычитания 5 и с другой группой взводов блока умножения 6, выходы ко.торого .через блок вычитания 5 и блок ключей 11 соединены с входами ЦАЛ и, с одной группой входов сумматора 9. 40

Вьгход ЦАП 1 соединен с другим вхопом бйока вычитания 4, выход которого через АЦП 3 соединен с другой группой вМодон сумматора 9, подключенного вЫходами к выходным шинам 13 устрой- 45 ства.

На фиг. 2 приняты следующие обозиачения: сигнал 14 на входе АЦП 2, д воичньгй код сигнала 15 на выходе АЦП

2 сигнал 16 на выходе элемента ИЛИ

1, код сигнала 17 на выходе блока ключей 11, сигнал 18 на выходе ЦАП 1, код сигнала 19 на ныходе ЦАЛ 3, код сйгнала 20 на выходе сумматора 9, код сигнала 21 на выходе блока умноженйя 6, код сигнала 22 на выходе блока вьгчитания 5.

Перед началом работы в регистр 7 э; писынается некоторое число 7.у, которое определяется с учетом дифференциальной нелинейности f ЦАП 1, дифференциальной нелинейности у АЦП 2 и дифференциальной нелинейности

АЦП 3 и представляет собой выраженную н единицах младшего разряда дифференциальную нелинейность преобразонания устройства !

7-,= 2 (r, +г;)+2 р» (1) а в регистр 8 записывается число

2в

Устройство для измерения спектральйого распределения радиоактивного излучения работает следующим образом.

Входной сигнал, отражающий амплитуду спектрометрического импульса (фиг. 2, поэ. 14), поступает на один вход блока вычитания 4 и на вход

AIgI 2. По истечении нремени, необходимого для завершения преобразования, на выходе АЦП 2 формируется двоичный код некоторого числа R, поступающий на первую группу входов блока умножения 6 и на входы элемента ИЛИ 10.

В этом случае, если амплитуда данного спектрометрического импульса достаточно мала (фиг. 2, поз. 14) и число Е =0 (фиг. 2, поз, 15) на выходе АЦП 2, то на выходе элемента ИЛИ 10 формируется логический "0" (фиг.2, поз. 16), который поступает на управляющий вход блока ключей 11 и устанавливает его в закрытое состояние. Двоичный код числа Z, О с выходов блока ключей 11 (фиг. 2, поз. 17) поступает на одну группу нходон сумматора 9 и на входы цифро1 аналогового преобразователя 1. на выходе которого формируется нуленое значение напряжения (фиг. 2, поэ. 18), поступающее на другой вход блока вычитания 4. При этом сигнал с входной шины 12 (фиг. 2, поэ. 14) без изменения транслируется на вход аналогоцифрового преобразователя 3, на выходе которого формируется двоичный код соответствующего числа Еэ {фиг.2, поз. 19), поступающий через сумма" тор 9 на выходные шины 13 (фиг. 2, поз. 20) и далее но внешний накопитель (не показан) для формирования гистограммы спектрального распределения измеряемого радиоактивного уэлучения, I

При дальнейшем поступлении на вход" ную шину 12 спектрометрических сиг!

4245!?

I - И - =, -, +2 р (3) При поступлении на входную шину 12 спектрометрического импульса доста- 20 точно большой амплитуды (фиг. 2, поз. 14) на выходе аналого-цифрового преобразователя 2 формируется двоичный код соответствующего числа 2 80 (фиг. 2, поэ. 15), поступающий на 25 входы элемента ИЛИ 1О и устанавливающий на его выходе логическую "1" (фиг. 2, поз. 16). Кроме того, сигналы с выхода АЦП 2 поступают на одну группу входов блока умножения 6, на выходе которого формируется двоичный код числа Z =Z -Zg (фиг. 2, поэ. 21), поступающего на другую группу входов блока вычитания 5. При этом на выходе блока вычитания 5 формируется двоичный код числа Zs=C -Z =2 . Zg -2> (фиг. 2, поз. 22), который через блок ключей 11, открытый логической "1" с выхода элемента HJIH 10 (фиг.2, поз.

16), поступает на одну группу входов ! сумматора 9 и на входы ЦАП 1, формируя на его выходе соответствующее напряжение U, (фиг. 2, поз. 18). Сигнал с выхода ЦАП 1 поступает на другой вход блока вычитания 4, на выходе 4 которого образуется напряжение U;, представляющее собой разность между сигналом U, на входной шине 12 (фиг. 2, поэ. 141 и сигналом U на выходе ЦАП 1 (фи&. 2, поз. 18).

Сигнал с выхода блока вычитания 4 поступает на вход АЦП 3, на выходе которого формируется двоичный код соответсТвующего числа 2 (фиг. 2, .поз ° 19). Информация с. выхода АЦП 3 поступает на другую группу входов сумматора 9, где происходит ее арифметическое суммирование с поступаю- . щим на первую группу, входов числом Z<, Устройство для измерения спектрального распределения радиоактивного излучения, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, вход первого из которых является входом устройства, цифроаналоговый преобразователь и первый блок вычитания, подключенный одним входом к выходу цифроаналогового преобразователя и выходом к входу второго аналого-цифрового преобразователя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй блок вычитания, сумматор, два регистра, блок ключей, элемент ИЛИ и блок умножения, подключенный одной группой входов к выходам первого регистра, выходами к одной группе входов второго блока вычитания и другой группой входов к соответствующим входам элемента ИЛИ и к выходам первого аналогоцифрового преобразователя, вход которого соединен с другим входом первого блока вычитания, второй блок вычитания подключен другой группой входов к соответствующим выходам второго регистра и выходами — к входам блока, ключей, подсоединенного управляющим налов столь же малой амплитуды (фиг. 2, поз. 14) на выходе аналого- < цифрового преобразователя 2 сохраняется двоичный код числа Z =00 (фиг, 2, поз. 15), поддерживающий

5 блок ключей 11 в закрытом состоянии (фиг.2, поэ. 17) и сохраняющий на выходе цифроаналогового преобразователя 1 нулевое значение напряжения (фиг. 2, поэ. 18), поэтому днфферен; циальная нелинейность измерений „ устройства в режиме малых сигналов полностью определяется дифференциальной нелинейностью р> аналого-циф рового преобразователя 3

3м =2 р, (2) а результат суммирОвания с выходов сумматора 9 поступает на выходные ши" ны 13 устройства.

При этом, поскольку число, записанное перед началом измерений в регистр 7,, выбрано исходя из условия (1), отражающего возможную погрешность AIgl 2, погрешность ширины канала преобразования определяется исключительна параметрами АЦП 1 и АЦП 3 а поэтому дифференциальная нелинейность Г измерения при любых значениях входного сигнала не превышает величины

Использование устройства в составе системы сбора спектрометрической информации термоядерной установки "Токамак 15" за счет сокращения диффе» ренциальной нелинейности в 0,52X/

/0,0287. 19 раз позволит существенно повысить точность измерения спектрального распределения радиоактивного излучения, что, в конечном итоге, приведет к повышению эффективности и качества проводимых исследований.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

5 1424512 6 входом к выходу элемента ИЛИ и выхо- рового преобразователя соединен с друдаь1и к одной группе яханов сумматора гой группой входов сумматора, выходы и к входам циФроаналогового преобра- которого являются соответствующими эоМателя, а выход второго аналого-циф- выходами устройства..! Z lO lZ О хх

Э ° ° М ° е

Z//

ХХ 1Ю

1Я лх z, 1. кх Iz

Л Иа7

t ф е

3 13

I (с

6 4 Ф

Составитель В.Еостюхин

Редактор И.Васильева Техред Л.Олийнык Корректор И. Иуска

Тираж 356 Подгисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3324 м

Производственно-полиграфическое предприятие, r. У@город, ул. Проектная, 4