Фотометр

СОЮЗ СОВЕТСННХСОЦНАЛНСТНЧЕСННХ .РЕСПУБЛНК ае а й 01 4 ТЕН ет ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ Н ОТНРЦТНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Авторское.свидетельство ССС В 401894, кл. С 01 Э 1/44, 1971.2. Авторское свидетельство СССР 9 813142, .кл. Й 01 Х 1/44, 1980 (прототип).(54)(57), ФОТОИЕТР, содержащий фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) и бло обработки., о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости к импульсным и низкочастотным электромагнитным помехам, в него введены два дифференциальных усилителя, два регулируемых уси лителя., дифференциальный дискриминатор, аттенюатор и электронный ключ, причем один из входов первогодифференциального усилителя соединен с анодом ФЭУ, вход с противоположной инверсией второго диффе.ренциального усилителя соединен споследним динодом ФЭУ, а вторыевходы обоих дифференциальных усилителей каждый через свой регули.руемый усилитель подключены к одному из предыдущих дийодов фЭУ, приэтом выход первого дифференциальногоусилителя соединен через электронныйключ с блоком обработки и, непосредственно - с сигнальным входом дифференциального дискриминатора, выходкоторого подключен к управляющемувходу электронного ключа, а выходвторого дифференциального усилителячерез аттенюатор соединен с входом .нижнего уровня дифференциальногодисирииинатора и непосредственнос входом верхнего уровня дифференциального дискриминатора.Изобретение относится к технической Физике, а именно к фотометрии, и может быть использовано при изменении оптических сигналов с помощью ФЭУ при различных физических исследованиях.Известны Фотометры, используе.мые для измерения потоков оптического излучения в режиме счета фотонов, содержащее Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ, импульсиый усилитель и блок обработки сигнала 1.Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотометр, содержащий ФЭУ и блок обработки Я .Недостатком известного фотометра является низкая помехоустойчивость к электромагнитным помехам. Помеха в виде импульсной последовательности в широком диапазоне амплитуд и длительностей при воздействии на ФЭУ вызывает в анодной цепи умножителя .импульсы аналогичные его собственным темновым И Фотоимпульсам. Это затрудняет или делает вообще невозможным разделение им-пульсов помехи и ФЭУ, в рЕзультате чего они регистрируются совместно. Гладкая электромагнитная помеха, которая имеет гармонические составляющие, попадающие в полосу пропускания импульсного усилителя, также нарушает нормальную работу Фото- метра. При амплитуде помехи, не вызывающей срабатывания дискриминатора, происходитмодуляция последовательности импульсов ФЭУ за счет смещения рабочей точки дискримина- . тора под действием помехи. Если же амплитуда помехи превышает уровень дискриминации, то измерительный тракт полностью блокируется на время этого превышения, что делает его нечувствительным к импульсам Умножителя. Низкая помехоустойчивость фотометра требует тщательной экранировки ФЭУ и Фильтрациинапряжения его питания, что ограничивает область применения фотометра, а при высоком уровне электромагнитных помех делает его использование невозможным.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости к импульсным и низкочастотным электромагнитным помехам. Поставленная цель достигается тем, что в известный фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель ФЭУ 1 и блок обработки, введены два дифференциальных усилителя, два регулируемых усилителя, дифференциальный дискриминатор, аттенюатор и электронный ключ, причем один из входов первого дифференциального усилителя соединен с анодом ФЭУ, 65 ся компенсации гладкой составляющей вход с противоположной инверсией второго дифференциального усилителя сое динен с последним динодом ФЭУ, а вторые входы обоих дифференциальныхусилителей каждый через свой регулируемяй усилитель подключены к одному из предыдущих динодов ФЭУ, приэтом выход первого дифференцйальногоусилителя соединен через электронныйключ с блоком обработки и непосред ственно - с сигнальным входом дифференциального дискриминатора, выходкоторого подключен к управляющемувходу электронного ключа, а выходвторого дифференциального усилителячерез аттенюатор соединен с входомнижнего уровня дифференциальногодискриминатора и непосредственно - свходом верхнего уровня дифференциального дискриминатора.На чертеже покаэана схема устройства.Фотометр содержит ФЭУ 1 и блокобработки 2, два дифференциальныхусилителя 3 и 4, два регулируемых 25 усилителя 5 и 6, дифференциальныйдискриминатор 7, аттеиюатор 8 и электронный ключ.9,причем один из входовпервого дифференциального усилителя 3соединен с анодом ФЭУ 1, вход с противоположной инверсией второго дифЗ 0 фереициального усилителя 4 соединенс последним динодом ФЭУ 1, а вторыевходы обоих дифференциальных усилителей 3 .и 4 каждый через свой регулируежй усилитель. 5 и 6 подключены 35 к одному из предыдущих динодов ФЭУ 1при этом выход первого дифференциального усилителя 3 соединен черезэлектронный ключ 9 с блоком обработки 2 и непосредственно - с сигналь ным входом дифференциального дискриминатора 7, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа 9, а выход второго дифференциального усилителя 4 через ат тенюатор 8 соединен с входом нижнегоуровня дифференциального дискриминатора 7 и непосредственно - с входомверхнего уровня дифференциальногодискриминатора 7.Устройство работает следующимобразом.При воздействии на ФЭУ 1 импульсной и гладкой электромагнитных помехв его анодной и динодных цепях воз. никает напряжение помехи с раэлич ным соотношением импульсной и гладкой составляющих. С.анода и последнего дииода ФЭУ 1 напряжение помехипоступает на входы дифФеренциальныхусилителей 3 и 4. На их входы с про тивоположной инверсией напряжениепомехи с одного из предыдущих динодов поступает через регулируемыеусилители 5 и 6, изменением коэффициента передачи которых добивают3 аказ 315/38 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,помехи на выходах дифференциальных, усилителей 3 и 4, Оставшаяся не" скомпенсированной импульсная составлякщая помехи поступает в анодном канале на нормально раэомкнуты 9 электрой" ный ключ 9 и на сигнальный вход дифференциального дискриминатора 7., а в динодном. канале - на вход верхнего уровня дифференциального дискриминатора 7 и на его вход нижнего уровня через аттенюатор 8 с ослаблением на несколько процентов. Прямой и ослабленный импульс помехй с выхода дифферевциального усилителя 4 образует узкув зону срабатывания, диффереицнального днскрйминатора 7. 5 Вероятность попадания амплитуды выходного импульса дифференциального усилителя 3 в эту зону оказывается очень низкой, поэтому дифференциальнцй дискриминатор 7 в боль 2 О шинстве случаев не срабатывает от импульса помехи, электронный ключ 9 остается разомкнутым н импульсы помехи не регистрируются.Темновые и фотонмпульсы ФЭУ 1 имеют на аноде н последнем диноде умножителя противоположную полярность и одинаковую амплитуду, а на динодах, отстающих от последнего более чем на два динода, их амплитуда пренебрежимо мала. Незавнсимз от коэффициентапередачи регулируемых усилителей 5 и 6 и в результате переворота фазы в дифференциальном усилителе 4 импульсы ФЭУ 1 на выходе дифференциальныхусилителей 3 и 4 имеют,.одинаковуюполярность и амппитуду. Эти импульсы поступают на дифференциальныйдискриминатор 7 и вызывают его срабатывание, так как в этом случаеамплитуда импульсов анодного каналавсегда будет попадать в зону срабатывания, образованную диноднымиимпульсами. В результате электронный ключ 9 заьыкается и импульсыФЭУ 1 поступают в блок обработки 2,где они проходят обычную дискриьщ"нацию, стандартизацию, интегрирование или подвергаются другой необходимой обрабОтке. Предложенное изобретение позволяет получить повышенную помехоустойчивость одновременно к импульсным и гладким электромагнитным помехам. Допустимый уровень напряжения помехи на электродах ФЭУ, не влияющий на работу фотометра, мажет быть увеличен в 30-50 раз в зависимости от ха-, рактера помехи. Соответственно снижаются требования к эффективности экранировання и фильтрация цепей питания умножителя, что позволяет использовать фотометр в сложных измерительных комплексах в условиях интенсивных электромагнитных помех и высоких требований к электромагнитной совместимости входящей в них аппаратуры прн минимальных габаритно-весовых показателей.