Счетчик фотонов

 

Изобретение относится к оптике атмосферы и может быть использовано для регистрации слабых и сверхслабьк световых потоков в физике,кос| ических исследованиях,лазерном зондировании атмосферы, спектроскопии, химии , астрономии и т.д. Целью изобретения является повышение точности регистрации интенсивности одноэлектронных импульсов. Счетчик фотонов содержит последовательно включенные ФЭУ, дискриминатор одноэлектронных импульсов, триггер фотона, а также ОЗУ, ЭВМ и схему синхронизации,триггер режима, управляемьй тактовый генератор, адресньй счетчик, причем выход ФЭУ соединен с входом дискриминатора , его выход подключен к первому входу триггера фотона, выход ОЗУ подключен к входному регистру ЭВМ, выход схемы синхройизации. подключен к первому входу триггера режима, его подключен к входу управляемого тактового генератора и к входу управления режимом ОЗУ,выход управляемого тактового генератора подключен к первому входу адресного счетчика и к второму входу триг.гера фотона, адресные выходы адресного счетчика подключены к.адресным входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен ко второму входу адресного счетчика, .а его выход - к второму входу триггера режима, информацион- . ньй вход ОЗУ подключен к логической единице. Счетчик содержит также дополнительный триггер фотона,ий- , вертор и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход управляемого тактового генератора подключен к второму входу дополнительного триггера фотона через инвертор, выходы первого и дополнительного триггеров фотона подключены к входу управления выборкой ОЗУ через логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а качестве дискриминатора одноэлектронных им пульсов используется дискриминатор, изменяющий свое состояние ра противоположное при поступлении одноэлектронного импульса, а триггеры фотона - типа D, 1 шт. . сл с ел ел 9

Ь1:! 1

СОЮЗ ССВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ H ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 07. 07. 92. Бюл. ¹ 25 (21) 4367812/25 (22) 08.12.87 (7!) Институт оптики атмосферы

СО АН СССР (T2) K.Ä.Øåëåâoé (53) 62 1.383 (088.8) (56) Морен Дево. Управляемый микропроцессором многоканальный счетчик событий. Приборы для научных исследований, !981, № 11, с. 173.

Авторское свидетельство СССР

II 1350509, кл. С 01,J 1/44, 1986. (54) СЧЕТЧИК ФОТОНОВ (57) Изобретение относится к оптике а биосферы и может бьп ь использовано для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике,косыичесl 1 ких исследованиях, лазерном зондировании атмосферы, спектроскопии, хииии, астрономии и т.д. Целью изобретения является повышение точности регистрации интенсивности одноэлект.ронных импульсов. Счетчик фотонов содержит последовательно включенные

ФЭУ, дискриминатор одноэлектронных импульсов, триггер фотона, а также.

ОЗУ, ЭВМ и схему синхронизации,триггер режима, управляемый тактовый генератор, адресный счетчик, причем выход ФЭУ соединен с входом дискриминатора, его выход подключен к первому входу триггера фотона, вы- ход ОЗУ подключен к входному реИзобретение относится к оптике атмосферы и может быть использовано для регистрации слабых и сверхслабых. световых потоков в физике, космических исследованиях, лазерном зондирогистру ЭВМ, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, его выход подключен к входу управляемого тактового генератора и к входу управления режимом

ОЗУ,.выход управляемого тактового генератора подключен к первому входу адресного счетчика и к второму входу триггера фотона, адресные выходы адресного счетчика подключены к,алресш1м входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен ко второму входу адресного счетчика, а его выход - к второму входу триггера режима, информацион- . ный вход ОЗУ подключен к логической единице. Счетчик содержит также дополнительный триггер фотона,инвертор и логический элемент HCKJI!0ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход управляемого тактового генератора подключен к . второму входу дополнительного триггера фотона через инвертор, выходы первого и дополнительного триггеров фотона подключены к входу управления выборкой ОЗУ через логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, в качестве дискриминатора одноэлектронных. ии пульсов используется дискриминатор, изменяющий свое состояние на противоположное при поступлении одноэлектронного импульса, а триггеры фотона - типа Р, ил.

I, вании атмосферы, спектроскопии, хииии, астрономии и т.д.

Целью изобретения является ловы шение точности регистрации интенсивности одноэлектронных импульсов.

3 1510503

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема, Счетчик фотонов содержит фотоэлектронный умножитель 1 (ФЭУ), дискриминатор одноэлектронных импульсов 2, изменяющий свое состояние на противоположное при поступ" лении однозлектронного импульса,первый триггер 3 фотона, инвертор 4, 10 второй триггер 5 фотона, .логический элемент 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ}

7, адресный счетчик 8, схему 9 синхронизации, триггер 10 режима, управляемый тактовый генератор 11, ЭВИ 12.

Выход ФЭУ 1 подключен к входу дискриминатора 2, его выход подключен к первым входам первого 3 и вто- 20 рого 5 триггеров. фотона, их выходы через логический элемент 6 ИСКЛКИАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к входу управления ОЗУ 7, выход ОЗУ 7 подключен к входному регистру ЭВМ 12. Синхроим- 25 пульс, определяющий момент посылки . зондирующего импульса и запуска счетчика, поступает на схему 9 синхронизации, выход схемы 9 синхронизации подключен к первому входу триггера 10 30 режима, его выход — к входу управляемого тактового генератора 11 и к второму входу управления ОЗУ 7, выход генератора 11 подключен к первому входу адресного счетчика 8, к второму входу первого триггера 3 фотона и через инвертор 4 к второму входу второго триггера 5 фотона. Адресные BbIходы адресного счетчика 8 подключены к адресным входам ОЗУ 7 и к входномУ 40 регистру ЭВМ 12. Выход управления . адресного счетчика подключен к второму входу триггера 10 режима. Выход

ЭВИ 12 подключен к второму входу адресного счетчика 8. Информационный . 4 вход ОЗУ 7 подключен к источнику логической единицы.

В качестве дискриминатора одноэлектронных импульсов используется дискриминатор, изменяющий на противо"

50 положное свое состояние при поступлении каждого последующего одно" электронного импульса, триггеры фотона — типа D, первый вход - D, второй — С.

Счетчик фогоноп работает следующим образом. Управляемый тактовый генератор 11 аиускастся через триггер 10 режимл импучьсоч ro схемы 9 синхронизации. Этот же импульс устанавливает триггер 10 режима и ОЗУ

7 в режим "Запись".

Синхронно с появлением синхроимпульса управляемый тактовый генератор 11 вырабатывает последователь« ность управляющих импульсов для формирования адресным счетчиком 8 последовательности временных интерва,лов заданной длительности для временной привязки фотоимпульсов относительно импульса зондирования. Разрядность адресного счетчика .8 и период тактовых импульсов, вырабатываемых управляемым тактовым генератором .11, определяют пространственное разрешение регистрируемых атмосферных характеристик (1/2 оц„ х х 0,15 км) и длину трассы зондироваNe) в« где я ность временного интервала, Н,цф— число временных интервалов, Ng<

2 — 1, k — разрядность адресного счетчика 8 °

Кажрый поступающий с ФЭУ 1 одноэлектронный импульс переводит дйскриминатор 7 в противоположное предыдущему состояние, которое в каждом последующем такте (временном. интервале) регистрируется поочередно в первом 3 и втором 5 триггерах фотонов.

Если в соседних временных интервалах состояния первого и второго триггеров фотонов одинаковы, т.е. в,течение этих двух интервалов поступления одноэлектронных импульсов не наблюдалось,, то на выходе логи" ческого элемента 6 ИСКЛЮЧйЯЦЕЕ ИЛИ будет сигнал, запрещающий запись входных, данных (единицы) в ОЗУ 7.

Если же два последукнцих состояния триггеров 3 и 5 различаются, т.е. в одном из временных интервалов произошло событие — поступление одноэлектронного импульса, то на выходе логического элемента 6 ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ

ИЛИ будет разрешающий--сигнал и в ячейку ОЗУ 7 с номером, определяемым состоянием адресного счетчика 8, будет записана постоянно присутствующая на входе ОЗУ единица, т.е. отметится временной интервал, в котором произошло событие.

Принципиальной особенностью работы такой схемы выделения мои нта поС < етчик фото нов п о 3 вол не т и овьгсить точность регистрации входного потока одноэлектро :ных имп льсов л р. л примерно в, IIIt /(< вп м Раз, где м — длительность "мертвой" зоны.

Форму ла

5 1 г 10 ступления одиоэлектрониого импульса является то, что если одноэлектроиный импульс поступит в течение "мертвой" зоны, когда в известном счетчике фотонов в и-й временной интервал регистрация еще не происходит, а в (II-1)-й — уже закончилась, то в данном счетчике фотонов такое событие будет зарегистрировано в конце п-ro интервала в одном из триггеров фотона, а запишется после сравнения состояний триггеров фотонов в и-м и (п+1)-м временных интервалах в (n+i)-ю ячейку ОЗУ 7. Сдвиг на.+1 временного интервала происходит при регистрации одноэлектронных импульсов независимо от момента появления их относительно границ временных интервалов, поэтому такой сдвиг просто у .Итывается при отработке массива зарегистрироваиних чисел началом массива не с нулевого, а с первого элемента массив ..

После прохожцения всех возможных 25 состояний адресного счетчика 8 сигнал окончания цикла записи с его выхода перебрасывае тригг< р 10 режима в режим "Чтение, отключая управляемьп» тактогый генератор 11 и передавая та- ким образом ynp3w . ни". адресным счетчиком 8 ЭВМ 12. При этом зарегистрированная в ОЗ" ? информация передается в ОЗУ ЭВМ 12, где происходит ее накопление.

t 35

Многократное повторение циклов запись " чтение приводит к тому, что в ячеиках ОЗУ ЭВМ, адреса которых определяют положение поступающих на счетчик фотонов относительно импульса синхронизации, происходит формирование профиля отраженного атмосферой сигнала с точностью, определяемой уровнем накопления в каждом временном интервале, по которому может быть вычислен профиль атмосферных характеристик.

Таким образом, использование дискрыминатора одноэлектронных импульсов,изменяющего свое состояние на противоположнбе, и анализ его состояния в двух последовательных временных интервалах позволяет регистрировать все без исключения поступающие с

ФЭУ одноэлектронные импульсы неза— 55 висимо от того, в какой момент времени относительно фронтов временных интервалов они поступают, в том чисIt н ле и те, которые попадают в мертвую

50 > 6 зону, что существенно повыщает точность регистрации одноэлектроиных импульсов. При этом сохраняется Возможность при чтении ОЗУ производить быстрый анализ содержимого ОЗУ 7 с целью нахождения адресов моментов поступления одноэлектронных импульсов. изобретения

Счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные фотоэлектронный умножитель, дискримтшатор одноэлектронных импульсов, первый триггер фотона и последовательно включенные схему синхронизации, триггер режима, уиравляемьп4 тактовый генератор, адресньп счетчик, а также оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и ЭВМ, причем выход ОЗУ подключен к входному регистру ЭНМ, выход триггера режима подключен к входу управления режимом ОЗУ, выход управляемого тактового генератора подключеи к второму входу первого триггера фотона, адресные выходы адресного счетчика подключены к адресным входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен к второму входу адресного счетчика, выход которого подключен к второму входу триггера режима, информационный вход

ОЗУ. подключен к источнику логической единицы, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повьш ения точностИ регистрации интенсивности поуока одноэлектронных импульсов, в него вве дены второй триггер фотона, инвертор и логический элемент ИСКЛ10ЧШЩЕЕ ИЛИ, причем первьп вход второго триггера фотона подключен к выходу дискриминатора одноэлектронных импульсов, выход управляемого тактового генератора через инвертор подключен к второму входу второго триггера фотона, выходы первого и второго триггеров фотона подключены через логический элемент ИСКЗПОЧА10ЩЕЕ ИЛИ к входу управления выборкой ОЗУ, при этом в качестве-дискриминатора одноэлектрон-. ных импульсов используется дискрими натор, изменяющий свое состояние на

1510503 нротивополохное при поступлении одноэлектронного импульса, а в качестве триггеров фотонов — триггеры типа П..

Составитель E.Ìàêîëêèí

Редактор С.Окнна Техред N.Ходанич Корректор Л,Бескид

Заказ 2818 /ДСП Тирах Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно--пзлательскнй комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101