Генератор спектрометрических импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСпУБЛин 19) ЯО П 1)150 4 Н 03 К 4 ения ;ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЭОБ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Приборы и техника эксперимента, 1972,5, с. 274.1 ЕЕЕ ТгапзасСопз оп Юос 1 еаг Бс 1- епсе, 1973, ч. 8-20,1, р. 209. (54) ГЕНЕРАТОР СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение может быть использовано для настройки и проверки блоков, входящих в состав спектрометрической аппаратуры, Цель изобретения - повышение точности установки амплитуды импульсов и расширение функциональных возможностей генератора,достигается за счет введения режимов генерирования импульсов с линейно изменяющейся амплитудой, с амплитудой,изменяющейся с определенным приращением, генерирования прямоугольных импульсов и генерирования парных импульсов с возможностью задержки второго импульса относительно первого.Генератор выполнен на шестидесятидвух блоках логических элементов,триггерах и счетчиках, включая цифроаналоговый преобразователь (ЦАП 1.Погрешность установки амплитуды им-.пульса в генераторе составляет0,0247. при использовании 12-разрядного ЦАП, что примерно в 8 раз меньше погрешности установки амплитудыв прототипе, 2 з.п. ф-лы, 5 ил.17 132567 рввления соединен с вторым входомвторого элемента И и вторым входомпятого элемента И, четвертый выходблока управления соединен с информа-,ционным входом второго О-триггера,вход сброса которого соединен с пятым выходом блока управления, шестойвыход которого соединен с первымивходами нторого и третьего элементов ИЛИ, седьмой выход блока управления соединен с входом управления первого элемента задержки, восьмой выход блока управления соединен с входом управления. второго реле, выход 15второго элемента И соединен с первымвходом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с. выходомшестого элемента И и тактовым входомтретьего 0-триггера, а выход черезвторой элемент задержки соединен спервым входом пятого элемента ИЛИ,который через третий элемент задержки соединен с вторым входом седьмогоэлемента И, выход которого соединен 25с вторым входом второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с входомсброса третьего 0-триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, при Зоэтом прямой выход второго 0-триггерасоединен с вторым входом третьегоэлемента И, выход которого соединенс вторым входом .пятого элемента ИЛИ,с вторым входом блока дифференциального измерителя частоты импульсон ичерез первый элемент задержки с третьим входом пятого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с ныходом четвертого элемента И, инверсный 40выход второго 0-триггера соединен стретьим входом второго элемента И,входом записи цифроаналогового преобразователя и третьим входом пятогоэлемента И, выход которого соединен 45с входами сброса КЯ-триггера, первого 0-триггера и вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса двоичногосчетчика импульсов и дноично-десятич Оного счетчика импульсов, выходы которого через последовательно соединенные регистр и дешифратор поразрядносоединены с входами блока индикации,при этом выход цифроаналогового преобразователя соединен с размыкающим,1а выход генератора линейно изменяющегося напряжения - с замыкающимконтактами первого реле, переключаю 18щий контакт которого соединен с входом преобразователя напряжеггие - ток, выход которого соединен с входом блока токовых ключей, при этом выходоперационгого усилителя соединен сразмыкающим контактом первой группыконтактов второго реле и первым входом компаратора,второй вход которого подключен к выходу источника регулируемого опорного напряжения, авыход через первый блок Формированияимпульса подключен к установочному входу КЯ-триггера, прямой выход которого через второй блок формирования импульса подключен к тактовому входу второго 0-триггера, инверсный выходКБ-триггера подключен к четвертомувходу второго элемента И и информационному входу первого О-триггера,прямой выход которого подключен квторому входу элемента И-НЕ, выходкоторого соединен с тактовым входомдвоично-десятичного счетчика импульсон, а инверсный выход первого 0 триггера через четвертый элемент задержки подключен к входу записи регистра, причем выход пятого элемента ИЛИ подключен к первому, а выход генератора шума - к второму контакту переключателя, переключающий контакт которого подключен к входам формирователя длительности импульса и однонибратора, выход Формирователя длительности импульса соединен с размыквющим контактом, а выход однонибратора. - с замыкающим контактом второй группы контактов второго реле, переключающий контакт которой соединен с входом управления блока токовых ключей, при этом потенциометр подключен параллельно конденсатору, второй вывод которого соединен с размыкающим контактом первой группы контактов второго реле, замыкающий контакт которой соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с входом операционного усилителя,информационньп вход третьего 0-триггера подключен к источнику напряжения логической единицы, а неиннертирующий вход операционного усилителя соединен с общей шиной,.2. Генератор по и, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем что блок делителей частоты импульсов, содержит с первого по седьмой делители частоты импульсов, с первого по шестой элементы И, с первого по седьмой резис 13256 торы, многопозиционный переключатель, элемент ИЛИ, с первого по четвертый формирбватели импульсов, причем первый, второй, третий, четвертый, пя 5 тый и шестой делители частоты соединены последовательно, и выход шестого делителя частоты через первый формирователь импульсов соединен с третьим выходом блока, выход второго де лителя частоты через второй формирователь импульсов соединен с первым выходом блока, выход первого делителя частоты через седьмой делитель частоты и третий формирователь импульсов соединен с четвертым вьмодом блока, вход первого делителя частоты соединен с тактовым входом блока и первым входом первого элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого делителей соединены с первыми входами соответственно второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы которых, а также выход первого эле мента И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого через четвертый формирователь импульсов соединен с вторым выходом блока, второй вход каждого элемента И соеди- Зо нен с соответствующим контактом многопозиционного переключателя, а также через соответствующий резистор с общей шиной, центральный контакт многопозиционного переключателя через35 седьмой резистор соединен с источником напряжения. 3. Генератор по п,1, о т л и - ч а ю щ и й с я .тем, что блок управ О ления содержит с первого по шестой переключатели, с первого по третий резисторы, первую и вторую интегрирующие цепочки, первый и второй элементы И-НЕ, с первого по третий эле менты И, первый и второй элементыНЕ, причем первые контакты первого, второго, третьего и четвертого переключателей через первый резистор соеди 720иены с шиной источника напряжения,вторые их контакты соединены с общейшиной, переключающий контакт первогопереключателя соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второйвход которого соединен с переключающим контактом второгО переключателя,входом первого элемента НЕ, первымвходом первого элемента И и третьимвьмодом блока управления, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторымвходом первого элемента И и,четвертым выходом блока управления, третий вход первого элемента И соединенс выходом. первой интегрирующей цепочки, вход которой соединен с шинойисточника напряжения, выход первогоэлемента И соединен с пятым выходомблока управления, первый вход второго элемента И-НЕ соединен с переключающим контактом третьего переключателя, а второй вход - с выходом первого элемента НЕ и первым входомвторого элемента И, выход которого,соединен с вторым выходом блока управления, выход второго элемента ИНЕ соединен с вторым входом второгоэлемента И и через второй элемент НЕс первым выходом блока управления,переключающий контакт четвертого переключателя соединен с седьмым выходом блока управления, переключающийконтакт пятого переключателя черезвторой резистор соединен с шиной источника напряжения, а первый контактсоединен с восьмым выходом блока управления, первый вход третьего элемента И соединен с первым контактомшестого переключателя и через третийрезистор с шиной источника напряжения, второй вход третьего элемента Исоединен с выходом второй интегрирующей цепочки, вход которой соединен сшиной источника напряжения, а выходтретьего элемента И соединен с шестым выходом блока управления, переключающий контакт шестого переключа-.теля соединен с общей шиной, 32567313Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для настройки и проверки блоков, входящих в состав спектрометрической аппаратуры.Цель изобретения - повышение точности установки амплитуды импульсов и расширение функциональных возможностей устройства за счет введения режимов генерирования импульсов с линейно изменяющейся амплитудой, с амплитудой, изменяющейся с определенным приращением, генерирования прямоугольных импульсов и парных импульсов с возможностью задержки второго импульса относительно первого.На фиг.1 представлена функциональная схема генератора спектрометрических импульсов; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 - пример конкретной реализации блока делителей частоты; на фиг,4 - пример конкретной реализации блока управления; на фиг.5 - представлены примеры конкретной реализации генератора шума и блока дифференциального измерителя частоты. 25671 г вого реле 22, третий выход 23 блока 19 - с вторым входом второго элемента И 5 и вторым входом пятого элемента И 11 четвертый выход 24 блока 19 - с информационным входом второго 0-триггера 25, пятый выход 26блока 19 - с входом сброса Р-триггера 25, шестой выход 27 блока 19 - спервыми входами второго и третьегоэлементов ИЛИ 28 и 29, седьмой выход 30 -блока 19 - с входом управле 510 ния первого элемента 3 задержки,восьмой выход 32 блока 19 - с входом управления второго реле 33. Выход второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И 17 и тактовым входом 0-триггера 35. Выход четвертого элемента ИЛИ 34 соединен через второй элемент 36 задержки с первым входом шестого элемента ИЛИ 37и через пятый элемент 38 задержки свторым входом седьмого элемента И 20,выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 28, выходомсоединенного с входом сброса третьего 0-триггера 35. Прямой выход второго 0-триггера 25 соединен с вторым 2 О 25 Устройство содержит тактовый генератор 1,импульсов, выход которого подключен к тактовому входу блока 2 делителей частоты импульсов и первому входу первого элемента И 3. Первый выход 4 блока 2 соединен с первым входом второго элемента И 5 и тактовым входом первого 0-триггера 6, второй выход 7 блока 2 - с первым входом третьего элемента И 8 и первым входом четвертого элемента И 9, третий выход 10 блока 2 - с первым входом пятого элемента И 11, четвертый выход 12 блока 2 - с первым входом элемента И-НЕ 13, Выходы элементов И 3 и 5 через первый элемент ИЛИ 14 соединены с тактовым входом двоичного счетчика 15 импульсов, выходы которого соединены поразрядно с входами цифроаналогов преобразователя 16 (ЦАП). Выход одного из разрядов двоичного .счетчика 15 соединен также с первым входом шестого элемента И 17. Первый выход 18 блока 19 управления соединен с вторым входом первого элемента И 3, инверсным входом третьего элемента И 8, первым входом седьмого элемента И 20 и вторым входом шестого элемента И 17, второй выход 21 блока 19 - с вторым входом четвертого элемента И 9 и входом управления пер 30 входом третьего элемента И 8, выход которого соединен с вторым входомпятого элемента ИЛИ 37, вторым входом блока 39 дифференциального измерителя частоты и через первый элемент 31 задержки с третьим входом пятого элемента ИЛИ 37, Выход четвертого элемента И 9 соединен с четвертымвходом пятого элемента 1 ЛИ 37, инверсный выход второго Р-триггера 25 -с третьим входом второго элемента И 5, входом записи данных ЦАП 16и третьим входом пятого элемента И 11,выход которого соединен с входом .сброса КБ-триггера 40 входом сбросаи первого Р-триггера 6 и вторым входом третьего элемента ИЛИ 29, выходкоторого соединен с входом сбросадвоичного счетчика 15 и входом сброса двоично-десятичного счетчика 41,Прямой выход первого 0-триггера 6соединен с вторым входом элемента ИНЕ 13, выход которого соединен с тактовым входом двоично-десятичногосчетчика 41, Инверсный выход первого0-триггера 6 через четвертый элемент 42 задержки соединен с входомзаписи регистра 43, инверсный выходтретьего 0-триггера 35 - с третьимвходом первого элемента И 3, Прямой 35 40 45 50 55 15 второго элемента И 5 соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 34, 3256выход КБ-триггера 40 через второй блок 44 формирования импульса соеди нен с тактовым входом второго Р-триггера 25, инверсный выход КБ-триггегера 40 - с четвертым входом второго элемента И 5 и информационным входом первого 0-триггера 6. Выходы разрядов двоична-десятичного счетчика 41 через регистр 43 и дешифратор 45 свя- О заны поразрядно с входами блока 46 индикации. Выход генератора 47 шума и выход элемента ИЛИ 37 через переключатель 48 соединены с входами формирователя 49 длительности импульса и одновибратора 50, выходыкоторых через первую группу контактов реле 33 соединены с входом управления блока 51 тактовых ключей. Выход блока 39 соединен с входом управления генератора 47 выходом соединенного с пер вым входом блока 39. Выход ЦАП 6 и выход генератора 52 линейно изменяющегося напряжения через контакты реле 22 соединены с входом преобразова теля 53 напряжение - ток, выход которого через блок 51 соединен с входом операционного усилителя 54 и первыми выводами резистора 55 и параллельно соединенных конденсатора 56 и потенциометра 57. Вторые выводы конденсатора 56, потенциометра 57 и резистора 55 через вторую группу контактов реле 33 соединены с выходом операционного усилителя 54, выходом формирователя 58 формы сигнала и первым35 входом компаратора 59, второй вход которого подключен к выходу источника 60 регулируемого опорного напряжения. Выход формирователя 58 че 40 рез буферный усилитель 61 соединен с выходом 62 устройства, Выход.компаратора 59 через блок 63 формирования импульса соединен с входом установки в "1 п КЯ-триггера 4045Блок 2 делителей частоты (фиг.З) содержит последовательно соединенные с первого по пятый делители 64-68 частоты импульсов, причем первый вход первого элемента И 69 соединен с вхо О дом первого делителя 64, выходы делителей 65-68 соединены соответственно с первыми входами элементов И 69-74, выходы которых через элемент ИЛИ 75 и первый формирователь 76 импульсов соединены с вторым выходом 7 блока 2. Вторые входы элементов И 69-74 соединены с соответствующими контактами 77 многопозиционного переключателя 78,74а также через резисторы 79-84 соответственно с общей шиной, Подвижный контакт многопозиционного переключателя 78 через седьмой резистор 85 соединен с источником напряжения. Выход первого делителя 64 через шестой делитель 86 частоты импульсов и второй формирователь 87 импульсов соединен с четвертым выходом 12 блока 2 выход делителя 65 через третий формирователь 88 импульсов - с первым выходом 4 блока 2, выход делителя 68 через седьмой делитель 89 частоты импульсов и четвертый формирователь 90 импульсов - с третьим выходом 10 блока 2, Вход делителя 64 частоты и первый вход элемента И,69 соединены с тактовым входом блока 2.Блок 19 управления (фиг,4) содержит с первого по четвертый переключатели 91-94, первые контакты которых соединены с общей шиной, а вторыеконтакты через резистор 95 - с источником напряжения. Подвижный контакт первого переключателя 91 соединен с первым входом первого элвмвнта ИНЕ 96, второй вход которого соединен с подвижным контактом второго переключателя 92, входом первого элемента И 97, первым входом первого элемента И 98 и третьим выходом 23 блока 19. Выход элемента И-НЕ 96 соединен с вторым входом элемента И 98 и четвертым выходом 24 блока 19. Третий вход первого элемента И 98 связан с выходом первой интегрирующей цепочки 99, вход которой соединен систочником напряжения. Выход первого элемента И 98 соединен с пятым выходом 26 блока 19, первый вход второго элемента И-НЕ 100 - с подвижным контактом третьего переключателя 93,второй вход второго элемента И-НЕ 100 -с выходом первого элемента НЕ 97 и первым входом второго элемента И 101, выход которого соединен с вторым выходом 21 блока 19. Выход второго элемента И-НЕ 100 связан с вторым входом второго элемента И 1 О и через второй элемент НЕ 102 с первым выходом 18 блока 19, Подвижный контакт четвертого переключателя 94 связан с седьмам выходом 30 блока 19. Подвижный контакт пятого переключателя 103.через резистор 104 связан с источником напряжения, а первый контакт - с восьмым выходом 32 блока 19. Первый вход третьего элемента И 105 связан с пер 1325671 6вым контактом шестого переключателя 106 и через резистор 107 с источником напряжения второй вход третьего элемента И 105 - с выходом второйинтегрирующей цепочки 108, вход которой подключен к источнику напряжения.Выход элемента И 105 связан с шестымвыходом 27 блока 19.Блок 39 дифференциального измерителя частоты (фиг,5) содержит КБтриггер 109, прямой выход которогосвязан с входом интегратора 10, выход которого является выходом блока 39. Вход установки КБ-триггера 109соединен с первым входом блока 39,а вход сброса - с вторым входом блока 39.Генератор 47 шума (фиг,5) содержит источник 111 шума, которым является обратно смещенный переход эмиттер - база высокочастотного транзистора, Выход источника 111 соединенчерез усилитель 112 с первым входомкомпаратора 113, выход которого является выходом генератора 47, Второйвход компаратора 113 связан с входомуправления генератора 47,Генератор работает следующим образом.После включения питания на выходах 26 и 27 блока 19 формируются импульсы начальной установки двоичногосчетчика 15, двоично-десятичногосчетчика 41 и Р-триггеров 25 и 35.Дальнейшая работа генератора зависитот положения переключателя 48 и переключателей 91-94, 103 и 106 в блоке 19 (фиг,4),Генератор работает в следующих семи режимах: установка необходимой амплитуды импульсов, генерация спектрометрических или прямоугольных импульсов, генерация периодических импульсов, генерация статистических импульсов, измерение интегральной нелинейности, измерение дифференциальнойнелинейности, генерация парных импульсов.Во всех режимах работы генераторможет вырабатывать либо спектрометрические,либо прямоугольные импульсы,Блок 2 преобразует частоту тактового генератора 1 в ряд частот, необходимых для работы генератора во всех режимах. На фиг,3 показана функциональная схема этого блока при условии, что частота тактового генератора 1 равна 100 кГц, На выход 7 посту 5 10 15 20 25 Если КЯ в тригг 40 не установился в исходное состояние после включения питания, то цикл установки необходимой амплитуды начинается с приходом импульса с выхода 10 блока 2, который прохоцит через элемент И 11 и устанавливает КЯ-триггер 40 в исходное состояние ,фиг.2 а). Если КБ- триггер 40 установился в исходное состояние после включения питания, то цикл установки необходимой амплитуды начинается после окончания импульсов начальной установки на выходах 26 и 27 блока 19. В результате этого импульс с выхода 4 (фиг,2 б),45 50 55 пают импульсы частотой, задаваемойпереключателем 78 (фиг.4), на выход 10 - импульсы частотой 2 Гц, которые задают цикл установки в режимеустановки Йеобходимой амплитуды, навыход 4 в импуль частотой 10 кГц,которые необходимы для работы в режиме установки, на выход 12 - импульсыс частотой 25 кГц, которые используются в режиме установки необходимойамплитуды. Импульсы на выходах блока 2 нормируются по длительности спомощью формирователей 76, 87, 88и 90 (фиг.4).Режим установки необходимой амплитуды,Этот режим работы осуществляетсясовместно с режимом генерации периодических импульсов, следовательно,переключатель 48 должен находитьсяв положении, показанном на фиг.,Для определенности полагаем, что генератор формирует спектрометрическиеимпульсы. В блоке 19 переключателиустанавливаются в следующие (Фиг4) положения: переключатели 91 и 92 - в нижнее, переключатель 93 - в любое положение, переключатели 94, 103 и 106 - в верхнее положение. Тогдана выходах 23 и 27 устанавливаетсялогическая "1", на выходах 24, 26,21, 18 и 30 - логический "0". Таккак на выходе 32 отсутствует напряжение, то реле 33 не срабатывает, иего контакты находятся в положении,показанном на фиг,1, замыкая выходФормирователя 49 с входом управленияблока 51, а параллельно соединенныеконденсатор 56 и потенциометр 57 -с выходом операционного усилителя 54,Необходимая амплитуда спектрометрических импульсов задается источником 60, 7 13256 блока 2, пройдя через элемент И 5 и элемент ИЛИ 14, поступает на тактовый вход двоичного счетчика 15, записав к его исходному состоянию единицу. Изменение состояния входных разрядов двоичного счетчика 15 преобразуется ЦАП 16 в изменившийся уровень его выходного напряжения (фиг.2 в), которое поступает через контакты реле 22 на вход преобразователя 53, преобра зующего этот уровень напряжения в соответствующий уровень тока. Одновременно импульс с выхода элемента И 5 проходит через элемент ИЛИ 34, за- держивается на длительность переход ных процессов, которые возникают на выходе ЦАП 16 при его переключении, элементом 36 (для ЦАП серии 572 ПА 2 длительность задержки составляет 15 мкс) и поступает на вход элемен та ИЛИ 37. Импульс с выхода последнего (фиг,2 г) проходит через переключатель 48 на вход формирователя 49, который формирует стабильные по длительности импульсы, Блок 51 открыва- . 25 ется на время, равное длительности импульса на выходе формирователя 49. Ток с выхода преобразователя 53 через открытые ключи блока 51 поступает на вход операционного усилителя 54 и на чинает заряжать конденсатор 56, что приводит к росту напряжения на выходе операционного усилителя 54. По окончании импульса управления токовые ключи в блоке 51 закрываются и конденсатор 52 разряжается через потенциометр 57. Таким образом, на выходе операционного усилителя 54 формируются импульсы с фронтом, равным длительности импульса на выходе.формиро вателя 49, и спадом, пропорциональным постоянной времени цепочки, состоящей из конденсатора 56 и потенциометра 57 (фиг.2 д). Длительность фронта должна быть намного короче, чем время спада, 45 что определяется соответствующим выбором длительности формируемых импульсов на выходе формирователя 49 и постоянной времени цепочки из конденсатора 56 и потенциометра 57 (на пример, фронт 20 нс и постоянная спада 1 О мкс ). Импульсы такой формы называются спектрометрическими, так как такую же форму имеют импульсы на выходе зарядочувствительного предусили теля. С поступлением каждого последующего импульса с выхода 4 блока 2 на тактовый вход двоичного счетчика 15 амплитуда каждого последующего 71 8импульса на выходе операционного усилителя 54 увеличивается на единичное приращение до тех пор, пока не сравняется с напряжением на выходе источника 60. В этом случае компаратор 59 срабатывает, на его выходе появляется положительный перепад напряжения, из которого блок 63 формирует короткий сигнал, устанавливающий в единичное состояние КБ-триггер 40. На инвертирующем выходе этого триггера появляется логический 0", который запрещает прохождение импульсов с выхода 4 блока 2 через элемент И 5. Содержимое двоичного счетчика 15 носле этого момента времени не изменяется, и последующие импульсы, формирующиеся на выходе операционного усилителя 54, имеют одинаковую амплитудуаДля индикации величины установленной амплитуды необходимо преобразо ,вать код двоичного счетчика 15 в двоично-десятичный код, который затем преобразуется дешифратором 45 в код семисегментных индикаторов. В генераторе это осуществляется следующим образом. Поскольку максимальная амплитуда импульсов, формируемых на выходе генератора, равна 10 В, что соответствует стандарту на спектрометрическую аппаратуру, то, используя 12-разрядный ЦАП 16, необходимо, чтобы на 4000 импульсов, заполняющих двоичный счетчик 15, за это же время на двоично-десятичный счетчик 41 поступило 10000 импульсов, Следовательно, если частота импульсов на выходе 4 блока 2 равна 10 кГц, то частота импульсов на выходе 12 должна равняться 25 кГц,В начале цикла установки заданной амплитуды 0-триггер б устанавливается в "1" первым импульсом с выхода 4, разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода 12 через элемент И-НЕ 13 на тактовый вход двоично-десятичного счетчика 41, Таким образом, осуществляется синхронизацня момента начала счета двоично-десятичного счетчика 41 с моментом начала счета двоичного счетчика 15 (фиг,2 з, и)В момент достижения импульсом на выходе операционного усилителя 54 заданной амплитуды срабатывает компаратор 59, устанавливая в единичное состояние КЯ-триггер 40, с инверсного выхода которого на информационный вход 0-триггера 6 подаетсяО 25671 9 13логический "О", и следующим импульсом с выхода 4 блока 2 делителейчастоты Р-триггер 6 устанавливаетсяв исходное состояние. Логический лО"на прямом выходе Р-триггера 6 запрещает дальнейшее прохождение импульсов с выхода 12 блока 2 делителейчастоты через элемент И-НЕ 13 на тактовый вход двоично-десятичного счет-,чика 41, код которого соответствуетвеличине установленной амплитуды. Положительный перепад с инверсного выхода Р-триггера 6 элементом 42 задерживается на время окончания переходных процессов в двоично-десятичномсчетчике 41. На выходе элемента 42задержки формируется короткий сигнал,по которому происходит запись кода,накопленного в двоично-десятичномсчетчике 41, в регистр 43. Хранениенакопленного кода в регистре 43 устраняет мелькание цифр в блоке 46 индикации,Изменяя выходное напряжение источника 60, например, с помощью потенциометра, движок которого связан свходом комларатора 59, можно изменять амплитуду импульсов на выходеоперационного усилителя 54, причемкаждый цикл установки необходимойамплитуды начинается с прихода импульса с выхода 10 блока 2 делителейчастоты, который устанавливает в исходное состояние КБ-триггер 40,Р-триггер 6, двоичный счетчик 15 идвоично-десятичный счетчик 41,Для того, чтобы предотвратить,сброс кода, определяющего установленную амплитуду, переключатель 91 устанавливается в положение "Работа"(фиг.4). Тогда на выходах 24 и 26блока 19 управления устанавливаетсялогическая "1", После того, как сработает компаратор 59, определяя момент окончания цикла установки, устанавливается в единичное состояниеКБ-триггер 40, Положительный перепадна его прямом выходе преобразуетсяблохом 44 в короткий сигнал, которыйустанавливает в единичное состояниеР -триггер 25, так как теперь на егоинформационный вход и выход сбросаподаются логические "1." с выходов 24,и 26 блока 19. Логический "0" на инверсном выходе Р-триггера 25 запрещает прохождение импульсов с выхода 4блока 2 через элемент И 5, а ло входузаписи ЦАП 16 осуществляется записькода с. выхода двоичного счетчика 15 5 О 5 20 25 30 35 40 во внутренний регистр ЦАП 6, Логический "0" с инверсного выхода Ртриггера 25 также запрещает прохождение импульсов с выхода 10 через элемент И 11 на сброс КБ-триггера 40,двоичного счетчика 15 и двоично-десятичного счетчика 41, Логическая "1"на прямом выходе Р-триггера 25 разрешает прохождение импульсов с выхода 7блока 2 делителей частоты через элемент И 8, элемент ИЛИ 37, переключатель 48 и Формирователь 49 на входуправления блока 51.В результате генератор вырабатывает слектрометрические импульсы установленной амплитуды, величина которой индицируется блоком 46 индикации,с частотой, установленной с помощьюпереключателя 78 в блоке 2 (Фиг.3).Для того, чтобы изменить установленную амплитуду, необходимо переключатель 91 в блоке 19 переключить вположение установка (нижнее наФиг,4), Тогда логический "0" с выхода 26 блока 9, поступая на входсброса Р-триггера 25, устанавливаетего в нулевое состояние, тем самымразрешая прохождение импульса с выхода 10 через элемент И 11 на сбросКБ-триггера 40, В-триггера 6, двоично-десятичного счетчика 41, Логический лОл с прямого выхода Э-триггера 25 запрещает прохождение импульсов с выхода 7 блока 2 через элемент И 8, Дальнейший процесс установки амплитуды импульсов аналогиченописанному,Процесс установки амплитуды прнформировании прямоугольных импульсовне отличается от процесса установкиамплитуды слектрометрических импульсовРежим генерации слектрометрических или прямоугольных импульсов,Форма вырабатываемых генератором импульсов задается переключателем 103 в блоке 19 (Фиг.4), Для Формирования прямоугольных импульсов переключатель 103 устанавливается в нижнее (Фиг,4) положение, На реле 33 с выхода 32 блока 19 подается напряжение, реле срабатывает, что приводит к замыканию выхода оцновибратора 50 на вход управления блока 51 и включению в обратную связь операционного усилителя 54 резистора 55, Блок.51 открывается на длительность импульса одновибратора 50, в течение этого вре12 71 11 3256мени через резистор 55 протекает токот преобразователя 53 напряжение -ток, вызывая падение напряжения наэтом резисторе, которое приложено квыходу операционного усилителя 54,так как его вход имеет нулевой потенциал. В результате на выходе операционного усилителя 54 формируетсяпрямоугольный импульс с фронтомравным времени нарастания операционного 10усилителя 54, и длительностью, равной длительности импульса одновибратора 50.Режим генерации периодических импульсов объясняется при описании перФного режима.Режим генерации статистическихимпульсов.Под генерацией статистических импульсов понимается генерация импульсов с фиксированной амплитудой, мо-,менты появления которых подчинены закону распределения Пуассона. Импульсный поток такого вида имитируетреальный импульсный поток регистрируемых сигналов в ядерно-физическомэксперименте,Для осуществления данного режимаработы необходимо установить требуемую амплитуду импульсов в режиме устанонки амплитуды импульса, Затем выход генератора 47 с помощью переключателя 48 подключается к входам формирователя 49 и одновибратора 50. Источником 111 шумового напряжения является обратно смещенный переходэмиттер - база высокочастотного транзистора, оно усиливается усилителем 112 и подается на один из входовкомпаратора 113 (фиг,5). 40 На Я- и К-входы триггера 109 в блоке 39 дифференциального измерителя частоты Фиг,5 ) подаются соответственно статистические импульсы с вы хода генератора 47 и периодические импульсы с выхода элемента И 8, частота которых регулируется с помощью переключателя 78 в блоке 2. Изменяя частоту периодических импульсов можно регулировать среднюю частоту статистических импульсов на выходе генератора 47 (отключения мгновенной частоты статистических импульсон от ее среднего значения распределены по за конУ Пуассона ., Например, при увеличении частоты периодических импульсов большую часть времени на пря-мом выходе КЯ-триггера 109 (фиг,5) присутствует логический "0", чтоприводит к уменьшению напряжения навыходе интеграТора 10, те, умень"шению порогового напряжения на втором входе компаратора 113 и, следовательно, к увеличению частоты появления импульсов на его выходе, Этотпроцесс происходит до тех пор, покасредняя частота импульсов на выходегенератора 47 не сравняется с частотой периодических импульсов,Дальнейшее повышение частоты статистических импульсов невозможно,так как это привело бы к более длительному появлению логической "1" напрямом выходе КБ-триггера 109, соответствующему росту напряжения на вы"ходе интегратора 110 и понижениючастоты появления импульсов на вьмоде компаратора 113, т,е, осуществляется отрицательная обратная связь поЧчастоте,Режим измерения интегральной нелинейности.В этом режиме. генератор вырабатывает импульсы с амплитудами, увеличи"вающимися на фиксированную, заранеезаданную величину,В этом режиме работы переключатель 92 в блоке 19 управления устанавливают н положение "Измерение"(фиг.4), переключатель 93 - в положение "Интегральный" (нижнее на Фиг,4),переключатель 94 - в положение "Выключено", переключатель 106 - в поло.жение "Сброс" (нижнее на фиг.4)., Навыходе 23 блока 19 устанавливаетсялогический "0", который через элемент И 11 устанавливает в "0" КБтриггер 40 и запрещает прохождениеимпульсов с ныхода 4 блока 2 черезэлемент И 5, Логический "0" с выхода 26 устанавливает н "0" 0-триггер 25, Логический "0" на вьмоде 21запрещает прохождение импульсов с выхода 7 блока 2 на выход элемента И 9,при этом контакты реле 2 по-прежнемузамыкают выход ЦАП 16 с входом преоб"разователя 53, Логическая "1" на выходе 18 разрешает прохождение импульсов через элементы И 3, 17 и 20, нозапрещает по инверсному входу прохождение импульсов через элемент И 8.Логический "0" на выходе 27 устанавливает в "0" через элемент ИЛИ 28Р-триггер 35 и через элемент ИПИ 29двоичный счетчик 15 и дноично-десятичный счетчик 41, 1 Э 13При установке переключателя 106 вблоке 19 в положение "Пуск" (фиг.4)на выходе 27 устанавливается логическая "1", и двоичный счетчик 15 начинает считать импульсы, приходящие наего тактовый вход через элементы И Эи ИЛИ 14 с выхода тактового генератора 2, Для измерения интегральной нелинейности спектрометрических блоковво всем диапазоне их входных напряжений достаточно сформировать импульсы приблизительно с тридцатью различными амплитудами. Получение большегочисла различных амплитуд увеличиваетвремя измерения, а меньшего числаамплитуд уменьшает точность измерения интегральной нелинейности. Используя ЦАП 16 на 4096 уровней (12разрядов) для получения 32 различныхамплитуд, необходимо накапливать вдвоичном счетчике 15 по.128 импуль- .сов. С приходом 128-го импульса навыходе седьмого разряда двоичногосчетчика 15 появляется импульс, который, пройдя через элемент И 17, устанавливает в единичное состояниеП-триггер 35, Логический "0" на инверсном выходе 0-триггера 35 запрещает прохождение импульсов с выходатактового генератора 1 через элемент И 3 на тактовый вход двоичногосчетчика 15, Этот же импульс с выхода элемента И 17, пройдя через элемент ИЛИ 34, элемент Эб,элемент ИЛИ 37и переключатель 48, поступает на входы формирователя 49 длительности импульса и одновибратора 50. Для определенности полагаем, что формируютсяспектрометрические импульсы, тогда свыхода формирователя 49 длительностиимпульса импульс переключает блок 51,и на выходе Операционного усилителя 54 формируется спектрометрическийимпульс с амплитудой, пропорциональной величине напряжения на выходеЦАП 16,Импульс с выхода элемента Эб проходит через элемент 38, длительностьзадержки которого равна длительностиимпульса на выходе операционного усилителя 54, через элемент И 20 и элемент ИЛИ 28 и сбрасывает в нольП-триггер 35. Логическая "1" на егоинверсном выходе разрешает прохождение импульсов с выхода тактового генератора 1 через элемент .И 3 на тактовый вход двоичного счетчика 15, К коДу, соответствующему сосчитанным пер 25671 55 5 О 5 20 25 30 35 40 50 вым 128 импульсам, добавляются импульсы до тех пор, пока на выходеразряда двоичного счетчика 15 не появится импульс, говорящий о том, чтососчитано еще 128 импульсов, Дальнейший процесс формирования спектрометрического сигнала с амплитудой, пропорциональной вновь установленномунапряжению на выходе ЦАП 16, аналогичен описанному,Если используется 2-разрядныйЦАП б, двоичный счетчик 15 такжедолжен быть 12-разрядным, поэтому,отсчитав 4096 импульсов, он устанавливается в "0", и формирование следующих спектрометрических импульсовначинается с наименьшей амплитудой,4000 импульсов, сосчитанных двоичнымсчетчиком 5,соответствуют амплитудеспектрометрического сигнала, равно"го 10 В, тогда шаг приращения амплитуды равен 0,32 В, Поэтому минимальная амплитуда формируемого в этомрежиме импульса равна 0,32 В и с шагом 0,32 В увеличивается до максимальной величины 10,24 В,Режим измерения дифференциальнойнелинейностиДля измерения дифференциальнойнелинейности спектрометрических блоков генератор должен вырабатыватьимпульсы с амплитудой, линейно изменяющейся во времениВ этом режиме работы переключатель 92 в блоке 19 устанавливают вположение Измерение", переключачатель 93 - в положение "Дифференциальный", переключатель 94 - в положение "Выключено" фиг.4), остальныепереключатели блока 19 - в произвольном положении, Тогда логическая 1на выходе 21 блока 19 разрешает прохождение импульсов с выхода 7 блока 2через элемент И 9, а также приводитк срабатыванию реле 22 и подключениюк входу преобразователя 53 выхода генератора 52. Логический "0" на выходе 18 блока 19 запрещает прохождениеимпульсов через элементы И 3, 1 и 20Генератор 52вырабатывает линейноизменяющееся напряжение с максимальной амплитудой 10 В и скоростью изменения порядка 0,1 В/с, которое преобразуется в линейно изменяющийся ток преобразователем 53 напряжение - ток, Формирование импульсов на выходе операционного усилителя 54 аналогично описанному во втором режиме, Запуск132567 6 10 15 20 40 Формула 15изобретения формирования осуществляется импульсами с выхода 7 блока 2 через элементы И 9 и ИЛИ 37.Режим генерирования парных импульсов,Этот режимработы используетсядляпроверки работырежекторов наложенныхимпульсов,при этом генератор вырабатывает пары импульсов с возможностьюрегулирования вреМени задержки второго импульса относительно первого,Сначала необходимо установить амплитуду спектрометрических либо прямоугольных импульсов, Затем переключатель 94 в блоке 19 устанавливаетсяв положение "Включено" ( нижнее нафиг.4). Логическая"1" с выхода 30поступает на вход управления элемента 31 и разрешает его работу, в результате на выход элемента ИЛИ 37проходят импульсы непосредственно свыхода элемента И 8 и задержанныеэлементом 31. Формирование импульсовна выходе операционного усилителя 54.происходит аналогично описанному дляпервого и второго режимов.Погрешность установки амплитудыимпульса в предлагаемом генераторе0,024% при использовании 12-разрядного ЦАП, что примерно в 8 раз меньше, чем погрешность установки амплитуды в известном (0,2%),Расширение функциональных возможностей достигается за счет введенияновых режимов работы: генерированиеимпульсов с линейно изменяющейся амплитудой, генерирование импульсов самплитудой, изменяющейся с определенным приращением, генерирование прямоугольных импульсов, генерированиепарных импульсов. ния генератора шума, выход которогосоединен с первым входом блока дифференциального измерителя частотыимпульсов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности установки амплитуды импульсов и расширения функциональных возможностейустройства, в него введены с первогопо седьмой элементы И, блок делителей частоты импульсов, блок управления, с второго по пятый элементы ИЛИ,КЯ-триггер, первый, второй и третий Ртриггеры, с первого по четвертый элементы задержки, первый ивторой блокиформирования импульсов, двоичный счетчик импульсов, двоично-десятичный счетчик импульсов, регистр, дешифратор,блок индикации, компаратор,источникрегулируемого опорногонапряжения, преобразователь напряжение - ток, генератор линейно изменяющегося напряжения, цифроаналоговый преобразователь,первое и второе реле, одновибратор,потенциометр, резистор, причем выход тактового генератора импульсов подключен к тактовому входу блока делителей частоты импульсов и первомувходу первого элемента И, первый выЗ 0 ход блока делителей частоты импульсов;подключен к первому входу второго элемента И и тактовому входу первого Р-триггера, второй выход блока дели,телей частоты импульсов подключен к :первым входам третьего и четвертого 35элементов И, третий выход блока делителей частоты импульсов подключен кпервому входу пятого элемента И, четвертый выход блока делителей частоты импульсов подключен к первому входу элемента И-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом45 50 1, Генератор спектрометрических импульсов содержащий, тактовый генератор импульсов, формирователь длительности импульса, переключатель,. блок токовых ключей, выход которого соединен с входом операционного усилителя и первым выводом конденсатора, выход операционного усилителя соединен через формирователь формы сигнала и буферный усилитель с выходом устройства, первый элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, блок дифференциального измерителя частоты импульсов, выход которого соединен с входом управледвоичного счетчика импульсов, выходы которого соединены поразрядно с входами цифроаналогового преобразователя, выход одного из разрядов двоичного счетчика импульсов соединен с первым входом шестого элемента И,первый выход блока управления соединен с вторым входом первого элемента И, инверсным входом третьего элемента И, вторым входом шестого элемента И и первым входом седьмого элемента И, второй выход блока управления соединен с вторым входом четвер-того элемента И и входом управленияпервого реле, третий выход блока уп