Устройство для определения поперечной координаты центра тяжести сгруппированного пучка заряженных частиц
Изобретение относится к ускорительной технике и служит для расширения динамического диапазона и повышения точности измерений. Устройство содержит двухпластинный пикап-электрод 1, линейные детекторы 2, тактовьм генератор 6, реверсивный счетчик 7, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 8, дифференциальный компаратор 9 и выходной цифроаналоговый преобразователь 10 с постоянным опорным напряжением. Введение выключателя 3, сумматора 4, масштабного усилителя 5 и образование новых функциональных связей позволяет получить точность измерений 0,2% при динамическом диапазоне 40 db и не хуже 1,0% при динамическом диапазоне 54 db во всей аппертуре пикап-электрода и без каких-либо нелинейностей характеристики , принципиально вносимых схемой устройства. 1 ило i (Л 4 СП « СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1457379 А1 (51) 4 Н 05 H 7/00
Д
9 !.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4110841/24-21 (22) 26.08.86 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (72) В.Л.Брук и И.Г.Морозов (53) 621 ° 348.6 (088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1962, Р 4, с.126.
Авторское свидетельство СССР
Р 1240329, кл. Н 05 Н 7/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ КООРДИНАТЫ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ
СГРУППИРОВАННОГО ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ
ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к ускорительной технике и служит для расширения динамического диапазона и повышения точности измерений. Устройство содержит двухпластинный пикап-электрод 1, линейные детекторы 2, тактовый генератор 6, реверсивный счетчик 7, перемножакиций цифроаналоговый преобразователь 8, дифференциальный компаратор 9 и выходной цифроаналоговый преобразователь 10 с постоянным опорным напряжением. Введение выклкг чателя 3, сумматора 4, масштабного усилителя 5 и образование новых функциональных связей позволяет получить точность измерений 0,2Х при динамическом диапазоне 40 db и не хуже 1,0Х при динамическом диапазоне 54 db во
I всей аппертуре пикап-электрода и без каких-либо нелинейностей характерис- а тики, принципиально вносимых схемой устройства. 1 ил.
1457179
Изббретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для определения положения центра тяжести пучка заряженных частиц.
Цель изобретения — расширение динамического диапазона и повышение точности измерений.
На чертеже представлена блок-схема 1ð предлагаемого устройства.
Устройство содержит двухпластинный пикап-электрод 1, линейные детекторы 2,.вычитатель 3, сумматор 4, масштабный усилитель 5, тактовый re- 15 нератор 6, реверсивный счетчик 7, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 8, дифференциальный компаратор 9 и выходной цифроаналоговый преобразователь 10 с постоянным опор-20 ным напряжением. Входы линейных детекторов 2 соединены с пластинами пикап-электрода 1, а выходы — с входами вычитателя 3 и сумматора 4. Выход вычитателя 3 соединен с одним из 25 входов дифференциального компаратора
9, а выход сумматора 4 — с входом масштабного усилителя 5 и входом смещения перемножающего цифроаналогового преобразователя 8. Выход масштабного усилителя 5 соединен с опорным входом перемножающего цифроаналогового преобразователя 8, выход которого соединен с другим входом дифференциального компаратора 9.
Счетный вход реверсивного счетчика
7 подсоединен к выходу тактового генератора 6, а вход направления счета — к выходу дифференциального компаратора 9 ° Выходы реверсивного
40 счетчика 7 соединены с цифровыми входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 8 и с цифровыми входами выходного цифроаналогового преобразователя 10.
Устройство работает следующим образом.
Напряжения с пластин пикап-электрода 1 детектируются линейными детекторами 2, а затем вычитаются в вычитателе 3 и складываются в сумматоре 4. Разностный сигнал поступает на один из входов дифференциального компаратора 9, а суммарный — на вход масштабного усилителя 5 с коэффициентом усиления K = 2 и на вход смещения перемножакщего цифроаналоговОго преобразователя 8. Преобразованный в соответствии с входным кодом и
Uoh M
U вых где U, — опорное напряжение:
M " код на цифровых входах:
n — разрядность перемножающего цифроаналогового преобразователя;
U9„,„- выходное напряжение.
Из условия равенства напряжений на входах дифференциального компаратора следует
2U N
U - U
Д 9 где Ub — напряжение на выходе вычитателя 3;
U< - напряжение на выходе сумматора 4;
N — код на цифровых входах пео ремножанкцего цифроаналогового преобразователя 8.
После преобразования получим
Пд N-2
П 2л- ° °
Заметим, что N-2 =N — код, смещенный на половину цифровой шкалы, а в пределах линейности пикап-электрода выполняется соотношение
bR = R ц Э где bR
- отклонение пучка от оси пикап-электрода;
- внутренний радиус пикапэлектрода. образом, окончательно полуТаким чим смещенный на величину суммарного напряжения сигнал с выхода перемножающеro цифроаналогового преобразователя
8 поступает на другой вход дифференциального компаратора 9. Под действием импульсов с тактового генератора 6 и под управлением логических сигналов с выхода дифференциального компаратора 9 на выходах реверсивного счетчика 7 устанавливается такой код, что напряжение на входах дифференциального компаратора 9 становятся равны между собой.
Опорное напряжение, входной код и выходное напряжение переиножакщего цифроаналогового преобразователя связаны соотношением
7179
Формула изобретения
Устройство для определения поперечной координаты центра тяжести сгруппированного пучка заряженных частиц, содержащее двухпластинный
Составитель А.Цыплаков
Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко
Редактор А.Мотыль
Заказ 75á4/58 Тираж 770 Подписное
ВН1ППП1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Э 145
t т.е. код N пропорционален отклонению пучка от оси пикап-электрода.
Напряжение на выходе выходного цифроаналогового преобразователя 10, смещенного на половину опорного напряжения, также пропорционально отклонению пучка от оси пикап-электрода. В экспериментальном образце устройства получена точность измерений 0,2Ж при динамическом диапазоне 40db и не хуже 1,0/ при динамическом диапазоне
54db во всей апертуре пикап-электрода и без каких-либо нелинейностей характеристики, принципиально вносимых схемой устройства.
Предлагаемое устройство кроме достижения укаэанной цели без уменьшения динамического диапазона и точности измерений прототипа обеспечивает совмещение функциональной обработки сигналов с получением результата::в псевдонепрерывной цифровой форме. пикап-электрод, два линейных детектора, входы которых соединены с пластинами пикап-электрода, реверсивный
5 счетчик, счетный вход которого соединен с выходом тактового генератора, вход направления счета — с выходом дифференциального компаратора, а выходы — с цифровыми входами выходного цифроаналогового преобразователя с постоянным опорным напряжением и с цифровыми входами перемножающего цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с одним из входов дифференциального компаратора. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона .и повышения точности измерений, в него введены вычитатель, сумматор и масштабный усилитель, при этом выходы линейных детекторов соединены с входами вычитателя и сумматора, выход вычитателя соединен с другим входом дифференциального комларатора, 25 а выход сумматора — с входом масштабного усилителя и с входом смещения перемножающего цифроаналогового преобразователя, выход масштабного усилителя соединен с опорнъп входом перемножающего цифроаналогового преобразователя.
