Инспектор наложений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«ц 690295
Севов Советсмнв
Социалистических
Респу6лнк (61) Дополнительное к авт. сеид-ay— (22) Заявлено130677 (23) 2495082/18-10 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет— (51)M. Кл.
G 01 D 5/247
Государственный комнтет
СССР но делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 621. 317.
° 3(088.8) Опубликовано 05.10.79 Бюллетень М 37
Дата оп бликования описания 05.10.79 (72) Автор изобретения
В.А.Третьяков (71) Заявитель
Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова АН СССР (54) ИНСПЕКТОР НАЛОЖЕНИЯ
Изобретение относится к области измерительной техники. и, в частности, к устройствам для передачи выходного сигнала от датчика к регистрирующему устройству.
Инспекторы наложений выполняют следующие основные функции: обнаружение наложений сигналов, соответствующих двум (или нескольким) io независимым событиям; выдача логического сигнала на разрешение регистрации в регистрирующее устройство, если наложения не произошло.
На вход инспектора наложений поступают помимо импульсов, несущих полезную .информацию, шумовые импульсы, вероятность появления которых много больше вероятности появления полезного сигнала.
Чтобы отселектировать полезные импульсы от шумовых в инспекторы наложений включена пороговая схема, уровень срабатывания которой выбирается, исходя иэ разумного компромисса между интенсивностью регистрации и погрешностью формы кривой амплитудного распределения измеряемых импульсов, соответствующих, например, энергетическому расгределению исследуемых частиц. Действительно, при увеличении уровня срабатывания поро" говой схемы увеличивается число полезных сигналов, которые лежат ниже этого уровня и, следовательно, два наложенных импульса, один иэ которых будет ниже уровня срабатывания пороговой схемы, будут зарегистрированы в измерительном устройстве как один импульс, т.е. они рассматриваются как импульсы не наложенные. При сни жении уровня срабатывания пороговой схемы увеличивается число шумовых импульсов, лежащих выше этого уровня, что приводит к существенному снижению интенсивности регистрации, как эа счет занятости регистрирующего; устройства на время обработки шумовых импульсов, так и эа счет того, что интерференция шумовых импульсов с полезными сигналами будет рассматриваться как наложение полезных сигналов и данный полезный сигнал зарегистрирован не будет.
Однако форма кривой амплитудного распределения импульсов при уровне срабатывания пороговой схемы ниже определенной величины не улучшается, 690295 йоскольку погрешность формы кривой, обусловленная шумами, будет сравнима или выше погрешности, которую вносят полезные сигналы с амплитудой, близкой к уровню шума.
Поэтому при изменении уровня шума, поступающего на нход инспектора
IIBJIo>IIBHHA (что может быть обусловлено либо сменой входного усилителя, либо изменением постоянных времени формирующего Фильтра н Основном усилите- ле и т.п.) необходимо регулировать уровень срабатывания пороговой схе1мы, чтобы избе>кать либо неоправдан- ного снижения интенсивности регистрации, либо неоправданного искажения формы кривой амплитудного распределения импульсов. Дял регулировк:я порога срабатывания пороговой схемы и установления его на требуемом урОВне. н инспe ?Пят злеме;?т тцля ?1>1?ч??ай ре?-УЛ1?ра?нг РОЛЬ НОЕ Х HBЗДО? И С Е1>УГОЙ СТОРОНЫ для регулирования уровня срабатываEIH Я ПОРО? Оной СХ ЕМЬ? He OCi>? O DIII?IG 1? «г?1- нлекать квалифициронанных специа= .листов, которые непосредс "BBHHG Я не участнуют в проведении экспериментов. ПОС?<оль?<у наложение ма i cE>oBI"0 макс??1,?аль??ого значени?1(* на— ложение на фронт ), так и после прОХОждения ыаксимума с??гнала (на-лОжение EIB спад ) > инспектОры на л О ж е и и и с т р О Я т с Я т а к и м а б «? а 3 О?м? „. чгобы избежать искажений фар>?".=1 кри= ной амплитудного pacqpe?qe>leния им:пульсов при любых наложениях. Известен инспектор наложений (инспектор интерналон ) (1) кота ггый 1>анре???ает ?тр?О "ождени« - IiepHol ? . ИМПУЛЬСа На ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ .г СтРОПСТно, но блокирует прохождение 110<. Л<-.— дующих импульсов до тех ?Gp; 11cl<à пройдет GIIpeqeJIBHEIGB время после поступления последнего и:-п::..г?ьса с амплитудой, превышающей уровень сраб атын пни >1 пороговой схемы <н ала >I Недостатком данного инспектора налОжений является <О ?ITO при из " я менении величины шума Ha Bro входе уровень срабатывания пороговой схемы регулируется вручную. Известен инспектор наложений на спад и на фронт импульса, который основан на принципе контроля базовой линии и формы сигнала (2). Инспектор наложений выдает логический сигнал, разрешающий прохождение через линейные ворота измеряемого сигнала, если уровень на входе инспектора наложений менее заданной величины (50 мв, т.е. выше уровня шума) и не произошло наложений на фронт импульса. ИедОстаткОМ данного инспектора наложений является ручная регулировка уровня срабатывания пикового деTeктора и стробируемого одноканального анализатора при изменении величины шума, поступающего на вход инспектора. Наиболее близким к изобретению ло технической сущности является инспектор наложения (инспектор интервалов ) (3), снабженный схемой, обеспечивающей изме не ние времени бл01<ирОВ 1<и qpH изменении постоянных времени инспектируемых сигналон. Однако указанньй инспектор наложений также обладает недостаткам: при изменении уровня шума на его входе предусмотрена ручная регулировка порога срабатывания пороговой схемы (формирователь быстрых сигналон} для выбора оптимальнога соотношения между погрешностью формы кривой амплитуднога распределения измеряемых импульсан H интенсивностью регистрации. ?1елью изобретения является автоматическое отслеьинание уровня срабатывания пороговой схема?. 3zo достигает я тем, ЕТО н инск?екТар EIaiqoжений, содержащий пороговую схему и логику для выдачи cèãíàëà нала>кение допалн??Тельно введены ДИСКР MHEIB TOP ШУМОНЫХ ИМПУЛЬСОВ r схема управления и иннертар, при этом Один вход дискриминатора шумовых импульсон соединен со входом пороговой схемы, выход которой подключен к логике и второму входу схемы управления„ а выход дискриминатора шумовь?х импульсан соединен с парным входам схе." ы управления, выход которой подсоедпнен ко второму входу дискримина сора шумовых импульсон и через;.? нвертор ко второму входу пороговой схема. Ба фиг. 1 приведена блок-схема прецлагаемого HH<>ïel< Topà налояений,: Ela фиг. 2 — вариант технического решени.я cxel"û управления; на фиг, 3 — д?? аграммы? поясняющие рабату инспектора наложений. устройство содержит пороговую схему 1, дискримпнатор 2 шума=??>I импульсан, схему управления 3, инвертор 4 и логик. 5. Ба вход пороговой схемы поступают шумовые н полезные униполярные им690295 пульсы от источника (например усилитель, восстановитель постоянной составляющей и т.д.). Выход пороговой схемы соединен со вторым входом схемы управления и с логикой, которая выдает на регистрирующее устройство логический сигнал отсутствие наложений, если наложение не произошло, и логический сигнал наложение, если последнее имеет место. Один вход дискриминатора 2 шумовых импульсов соединен с входом пороговой схемы, выход дискриминатора шумовых импульсов соединен с первым входом схемы управления, выход схемы управления соединен со вторым входом дискриминатора шумовых импульсов и через инвертор 4 со вторым входом пороговой схемы. Инспектор наложений работает следующим образом. В исходном режиме (полезные и шумовые сигналы на входе пороговой схемы отсутствуют) на выходе схемы управления имеется управляющее напряжение, которое изменяется от U „„ до Uo по заданному закону (например ступенчато или пилообраз-но). Напряжение с выхода схемы управления, поступающее на второй вход дискриминатора шумовых импульсов и второй вход пороговой схемы изменяет их уровень срабатывания от максимального значения либо до нуля, либо до определенного уровня, который может быть, в принципе, различным для каждой схемы. Логика выдает на 3$ регистрирующее устройство логический сигнал отсутствие наложений Дискриминатор шумовых импульсов срабатывает от импульсов, имеющих полярность, противоположную полярности полезных (рабочих) импульсов. Так, если полезные импульсы имеют положительную полярность, то дискриминатор шумовых импульсов срабатывает от импульсов отрицательной полярности, превышающих его уровень срабатывания. В то же время пороговая схема срабатывает от импульсов, имеющих положительную полярность, превышающих ее уровень срабатывания. Такое построение предлагаемого инспектора наложений является весьма существенным, так как заключает в себе принципиальную возможность автоматически устанавливать уровень срабатывания пороговой схемы требу- 55 емой величины, который автоматически изменяется при изменении величины шума. При поступлении шумовых импульсов на вход дискриминатора (например, в момент, когда уровень срабатывания дискриминатора шумовых импульсов близок к нулю) на выходе дискриминатора шумовых импульсов появится последовательность импульсов от шумовых импульсов, превышающих его уровень срабатывания. Эти импульсы поступают на вход схемы управления, напряжение на выходе схемы управления будет возрастать по абсолютной величине, и, следовательно, будет возрастать уровень обеих схем до тех пор, пока не достигнет значения амплитуд шумовых импульсов, вероятность появления которых задана. В режиме динамического равновесия уровень срабатывания дискриминатора шумовых импульсов и пороговой схемы будет колебаться относительно установившегося уровня на величину + дБ, которая выбирается исходя иэ конкретных условий. При увеличении (уменьшении) величины шума, поступающего на вход пороговой схемы и дискриминатора шумовых импульсов, уровень срабатывания обеих схем будет увеличиваться (уменьшаться) до нового значения, поскольку вероятность срабатывания порогвой схемы и дискриминатора от шумовых импульсов, превышающих ранее установившиеся уровни срабатывания, увеличится (уменьшится). При подаче на вход инспектора наложений полезных импульсов вероятность появления шумовых импульсов, превышающих уровень срабатывания дискриминатора, уменьшается за счет того, что шумовая дорожка на время прохождения импульса смещена на его вершину ° Следовательно, уровни срабатывания дискриминатора шумовых импульсов и пороговой схемы должны понизиться. Чтобы уровень срабатывания пороговой схемы и дискриминатора не изменился, на второй вход схемы управления поступают стандартные импульсы в количестве, пропорциональном числу полезных сигналов, которые воздействуют на схему управления, таким образом, что уровень срабатывания дискриминатора и пороговой схемы не изменится. Схема управления может иметь аналоговое или цифровое схемное решение. На фиг. 2 приведен один из возможных вариантов цифрового схемного решения. Устройство содержит реверсивный счетчик б, управляемый генератор 7 тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь В. На реверсивный счетчик поступают импульсы от дискриминатора 2 шумовых импульсов и от управляемого генератора тактовых импульсов. Выходы реверсивного счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 2 шумовых 690295 импульсон и через иннертар 4 со нторым входом параганай схемы 1. Схема управления работает следующим образом. В исходном режиме (полезные и шумовые сигналы на входе пороговой схемы и дискриминатора шумовых импульсон отсутствуют) управляющее напряжение на выходе схеиы управления изменяется с частотой генератора тактовых импульсов от U „ до нуля (фиг.3) в соответствии " состоянием реверсивного счетчика. уровни срабатывания пороговой схемы ((7п) и дискриминатора шумовых импульсов Щ) будут изменяться па такому же закону, но полярность Ун противоположна полярности Уф. При поступлении шумовыми импульсов (например, в момент времени, когда уровни срабатывания близки к нулю) на выходе дискриминатора шумовых импульсов появится последовательность импульсов от шумовых импульсов, превышающих уровень срабатывания дискриминатора. Состояние реверсивного счетчика будет изменяться, (5y- 25 дет изменяться управляющее напряжение и, следовательно, изменяющийся при этом уровень срабатывания дискриминатора шумовых импульсон и пороговой схемы установится на уровне Щ амплитуд шумовых импульсов, веааят ность появления которых задана. В режиме динамического равнонесия генератор тактовых импульсов будет сдвигать уровень срабатывания дискриминатора шумовых импульсон в сторону его уменьшения, а шумовые импульсы — возвращать его на исходный уровень. Уровень срабатывания пороговой схемы будет изменяться аналогично изменению уровня срабатывания дискриминатора шумовых импульсов, имея противоположный знак. При увеличении (уменьшении) величины шума, поступающего на вход пороговой схемы и дискриминатора шумовых импульсан, уровень срабатывания пороговой схемы будет увеличиваться (уменьшаться) до своего нового значения, поскольку число шумовых импульсов, превышающих урсвЕнь срабатывания дискриминатора шумовых иьыульсов, увеличится (уменьшится) . Очев идно, что уровень сра ба- 55 тын ания дис кримина тора шумовых импульс ов и пороговой схемы бу дет определен вероятностью поянлзния шумовых импульсов данной ампли туды и частотой генератора тактовых импульсов. Чем ниже частота генератора, тем уровень срабатывания указанных схем будет выше и наоборот. Вероятность появления шумовых импульсов определена величиной шума и, изменяя частоту генератора тактовых импульсов, можно установить порог срабатывания пороговой схемы и дискриминатора на уровне амплитуд шумовых импульсов, вероятность появления которых задана. При повышении загрузки вероятность появления шумовых импульсан, превышающих уровень срабатывания дискриминатора шумовых импульсов эа одинаковый промежуток времени, уменьшится, и, следовательно, уровень срабатывания пороговой схемы может понизиться. Чтобы этого не произошло, на управляющий вход генератора тактовых импульсов поступают стандартные импульсы с выхода пороговой схемы и изменяют его частоту так, чтобы сохранить тат же уровень срабатывания пороговой схемы, который установился при отсутствии полезных сигналов. Таким образом, достоинства изобретения состоят в следующем: отпадает необходимость ручной подстройки уровня срабатывания пороговой схем при изменении уровня шума на входе инспектора наложенийр уровень срабатывания пороговой схемы устанавливается автоматически и отслеживается относительно амплитуд шумовых импульсов, вероятность появления которых задана; при изменении, загрузки уровень . срабатывания пороговой схемы не изменяется. Формула изобретения Инспектор наложений, содержащий пороговую схему и логику для выдачи сигнала наложение, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью автоматическаго отслеживания уровнй срабатывания пороговой схемы, н него введены дискриминатор шумовых импульсон, схема управления и иннертар, при этом адин вход дискриминатора шумовых импульсов соединен с входом пороговой схемы, выход ко" торой подктпочен к логике и второму входу схемы управления, а выход дискриминатора шумовых импульсов соединен с первым входом схемы управления,ньнсод которой подсоединен ко второму входу дискриминатора шумовых импульсов и через иннертор ка второму входу пороговой схемы. Источники информации, принятые но внимание при экспертизе 1 . .G.BertоХ1п1 е =.аХ., NucX Рпз г. алс1 beth 1964, 29, 357. 2. И.G.Srtrauses et. aX. RS 1967, 38, 6, 725. 3. Лнтарскае свидетельство СССР 9 436980, кл. G 01 D 5/247, 1972 (протатип) . 690295 Vg ð Vy Составитель A.Àñòàõoâ ТехредО,Андрейко Корректор Г.Реыетник Редактор Л.Бибер Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Заказ 5948/36 Тираж 866 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб.,д.4/5
