Цифровой фотометр

(51)4 С 01 д 1 44 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт физики высоких энергий АН КазССР(56) Авторское свидетельство СССР У 989354, кл. С О 1 3 1/44, 1985.Патент Великобритании У 1488169, кл. С 01 Л 1/44, 1977.(57) Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в устройствах ввода полутоновых фотографических изображений в ЭВМ. Цель изоб,80423918 А 1 ретения - увеличение быстродействияво всем динамическом диапазоне токафотокатода ФЭУ с представлением выходного двоичного кода в виде .мантис"сы и порядка. Это достигается такимподключением входов нескольких аналого-цифровых преобразователей (АЦП)к определенным динодам ФЭУ, при котором на этих входах аналоговый .сигйалвозрастает по степеням двойки. Приэтом выходы всех АЦП, образуя многоразрядную сетку, подключены черезразвязывающие элементы к блоку автоматического выбора порядка и мантиссы, в котором происходит выделениезначащих разрядов выходного кодаАЦП. 1 ил.Изобретение относится к фотометр и и может быть использовано в устр йствах ввода полутоновых фотографич ских изображений в ЭВИ.Цель изобретения - увеличение быстродействия и обеспечение удобстваедставления информации,На чертеже представлена схемафрового фотометра,10Цифровой фотометр состоит иэ фотоножителя (ФЭУ) 1 с динодами 2, подюченными через нагрузочные сопротив"ения 3 к делителям 4 напряжения наезисторах, усилителей 5, входы котоых подключены к нагрузочным сопротивениям 3, а выходы - к соответствум входам аналого-цифровых преобра -ователей (АЦП) 6, выходы которых чеез развязывающие оптро ы 7 подключек блоку 8 автоматического выбораорядка и мантиссы, и изолированныхсточников 9 питания.Устройство работает следующим обазом. 25При воздействии света на фотокаод ФЭУ на его динодах практическидновременно появляется токовый сигал= у 1 (о - 1) т,где- порядковый но 1мер динода Йотсчитываемый со стороныкатода;д - коэффициент усиления динода;1 - ток фотокатода.КНапряжение питания ФЭУ выбрано так, что .Д= 2. Таким образом, токовые сигналы с выбранных динодов возрастают по мере приближения к аноду по степеням двойки.К каждому Е-му диноду через соответствующее нагрузочное сопротивление 3 и усилитель 5 подключен -разрядный АЦП 6 с выходным сигналом, имеющим прямой двоичный код. Число вводимых АЦП ш определяется по формуле1 ф,201182 ф где Йф- динамический диапазон тока.катода ФЭУ в децибеллах;- разрядность АЦП.Разрядностькаждого АЦП можно было бы взять максимально большой, сведя тем самым к минимуму число узлов, состоящих из усилителей, АЦП и источников питания. С другой стороны, ее не имеет смысла брать больше той величины, которая необходима дляоцифровки линейного участка характеристики тока динода. Поэтому разрядность должна быть не более отношения О/20 12, где й - динамическийдиапазон тока динодов ФЭУ в децибеллах, Узлы оцифровки (усилитель, АЦП,блок питания) подключают к каждомук-му диноду, где 1 = Ь/гп, а Е - общее число динодов ФЭУ, Такое подключение входов АЦП к дицодам ФЗУ, прикотором на этих входах аналоговыйсигнал возрастает пропорционально)позволяет объединять выходы АЦП вмногоразрядную сетку, обеспечиваявысокое быстродействие устройства вовсем диапазоне изменения сигнала,обеспечиваемом катодом ФЭУ,Введение ш АЦП обусловлено необходимостью расширения разрядной сеткипреобразователя и перехода к параллельному способу съема сигналов с динодов ФЭУ.Введение ш усилителей, выходныесигналы которых относятся какчто удобно для обработки информациицифровыми средствами, обусловленонеобходимостью согласования токовыхсигналов, снимаемых с динодов ФЗУ,и входных сигналов АЦП,Введение щ изолированных низковольтных источников питания и М == 1 ш развяэывающихузлов обусловленонеобходимостью гальванической развязки высоковольтных цепей ФЭУ с низковольтным блоком обработки сигналов.Введение блока автоматического выбора порядка и мантиссы необходимодля выделения заданного числа Б значащих разрядов в цифровом коде на выходах АЦП. Это связано с тем, чтопри малых световых сигналах в выходном цифровом коде старшие разряды ненесут полезной информации, С другойстороны, при больших световых потокахпоследние диноды ФЭУ входят в насыщение, и соответствующие им младшиеразряды выходного сигнала не содержат полезной информации об измеряемом50световом потоке, Таким образом, полезная информация содержится лишь в определенном числе Б ( 3 значащих разрядов цифрового кода. Блок автоматического выбора порядка и мантиссывыделяет эти Я значащих разрядов(мантиссу выходного кода) и задаетих местоположение в цифровом кодена выходах АЦП, которое зависит отвеличины входного светового потока, в виде порядка выходного кода.Число значащих разрядов мантиссы Б выбирают, исходя из реально реализуемой или заданной относительной погрешности измерений. формула из обретенияЦифровой фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения и усилитель, который подключен к выбранному диноду через соответствующее нагрузочное сопротивление, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и удобства представления информации, в него введены ш аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с изолированными источниками питания, блок авто-матического выбора порядка и мантиссы, шдополнительных нагрузочных сопротивлений и тдополнительных усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, обеспечивающими отношение выходных напряжений 1-го и Ь)-го усилителей, равным и, где и ), 2, -разрядность АЦП, при этом ш АЦП подключены к ш динодам через соответствующие усилители и нагрузочные сопротивления, а выходы АЦП через развязывающие элементы подключены к входам блока автоматического выбора порядка и мантиссы, выходные коды которого и коды АЦП,. представлены в системе счисления с основанием и.