Одноэлектронный регистратор световых потоков

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()551518

ИЗОБРЕТЕН MR

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.02.75(21) 2106324/25 / с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Гасударственный комитет

Сонета Миннстроа СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.03.77оюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания30.05.77 (53) У@К 535.241.6 (088.8) Q. H. Говорун, И. И. Кондиленко и П. А. Коротков (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина государственный университет имени Т. Г. Шевченко (71) Заявитель (54) ОДНОЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГИСТРАТОР

СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к области фотометрии, а именно к устройству фотометров, использующих в качестве детектора для регистрации световых потоков видимого диапазона в спектроскопии, светолокации, космических исследованиях, биофизике, астрономии.

Известны одноэлектронные регистраторы слабых световых потоков видимого диапазона, в которых в качестве фотоприемника )0 используется фотоумножитель, работающий в одноэлектронном режиме

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является одноэлектронный регистратор, содержащий последова-1á тельно соединенные фотоумножитель, схему обработки сигнала и индикатор. Схема обработки сигнала выполнена в виде импульсного усилителя, амплитудного дискриминатора и измерителя скорости счета. Измере- 20 ние интенсивности светового потока осуществляется путем усиления одноэлектронных импульсов напряжения фотоумножителя, статистически распределенных во времени и по амплитуде и соответствующих единич- 25 ным фотонам и темновым электронам, возникающим внутри фотоумножителя, дискриминации темновых импульсов, дифференциальное амплитудное распределение которых отличается от амплитудного распределения фотоимпульсов, и регистрации фотоимпульсов, амплитуда которых превышает порог дискриминации, измерителем скорости счета, выходной сигнал которого линейно зависит

DT частоты следования импульсов и не зависит от их амплитуды.

Недостатком такого одноэлектронногD регистратора является низкая чувствительность, обусловленная безвозвратной потерей фотоимпульсов, амплитуда которых не превышает порог дискриминации.

Предлагаемый одноэлектронный регистратор световых потоков отличается от известного тем, что для повышения чувствительности в нем схема обработки сигнала выполнена в виде программно управляемого импульсного усилителя, к выходу которого подключен интегратор.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого регистратора; на фиг. 2 — блок551518

4t ГК(и)н (0)d0

0 схема управляем oro импульсного усилителя; на фиг. 3 дан график оптимальной весовой функции, Одноэлектродный регистратор световых потоков включает фотоумножитель 1, схему обработки сигнала 2, состоящую из управляемого импульсного усилителя 3 и интегратора 4, и индикатор 5.

Управляемый импульсный усилитель 3 (фиг. 2) состоит из блока задания 6, анализатора 7, программатора 8, регулятора

9 и усилительного каскада 10.

Световой сигнал, представляющий собой дискретный поток фотонов, преобразуется при помощи фотоумножителя 1 в последовательность статистически распределенных lIO амплитуде фотоимпульсов напряжения. Наряду с фотоимпульсами на выходе фотоумножителя появляются и темновые импульсы, дифференциальное амплитудное распределение

20 которых отличается от амплитудного распределения фотоимпульсов. Программно управляемый импульсный усилитель 3 избирательно усиливает каждый поступающий на его вход импульс в соответствии с его ам-.

25 плитудным весом. Взвешенные по амплитуде одноэлектронные импульсы напряжения поступают на вход интегратора 4, выходной сигнал которогo линейно зависит DT частоЭО ты следования импульсов и их амплитуды.

Выходной сигнал интегратора выводится на индикатор 5, в качестве которого может быть использован, например, самопишущий потенциометр.

Отношение сигнал/шум р на выходе регистратора равно: где 1 — постоянная времени интегратора; н,(0) н (0)-с оответственно дифференциальное амплитудное распределение фотоимпульсов

4 и темновых импульсов на выходе фотоумножителя;

K(U) — весовая функция программно управ-. ляемого импульсного усилителя, Оптимальная весовая функция К (0)(см (фиг. 3) определяется из условйя максимализации отношения сигнал/шум Я . Она зависит от свойств фотоумножителя и может быть найдена экспериментально. В общем случае оптимальная весовая функция равна: н,(0)

-опт (u) н,(0).н, (u)

Кроме амплитудного распределения одноэлектронных импульсов, вклад в ошибку и мерения может давать распределение импульсов по длительности. С целью устранения этого недостатка в схему регистратора может быть введен нормализатор длительности импульсов, включенный между выходом программно управляемого усилителя и интегратором.

Выполнение схемы обработки сигнала одноэлектронного регистратора световых потоков в виде последовательно соединенных программно управляемого импульсного усилителя и интегратора позволяет реализовать оптимальную обработку одноэлектронного сигнала фотоумножителя и повысить тем самым чувствительность регистрации световых потоков при заданном времени измерения или уменьшить время измерения при заданной чувствительности.

Формула изобретения

Одноэлектронный регистратор световых потоков, содержащий последовательно соединенные фотоумножитель, схему обработки сигнала и индихатор, о т л и ч а ю m и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности регистратора, схема обработки сигнала выполнена в виде программно управляемого импульсного усилителя, к выходу которого подключен интегратор.

551518

Фиг. Я о u /é

u /é

Фиг.3

Заказ 114/21 Тираж 822 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного хомитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мосхва, Ж-35, Раушсхая наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Субочев

Редактор Г. Котельский Техред И. Асталош Корректор А. Власенко