Устройство измерения пространственных характеристик пучка заряженных частиц

Изобретение относится к измерительной технике экспериментальной физики и может быть использовано для измерения координат, распределений тока или плотности тока пучка в ускорителях и трактах транспортировки заряженных частиц.5В электрофиэической аппаратуре применя. ются электронные системы намерения пространственных характеристик, содержащие датчики пространственных характеристик, нор 1 О мирующие усилители, аналого - цифровые преобразователи (АЦП), буферные запоминающие устройства (БЗУ) ЭВМ 13.Известно также устройство 12), содержащее последовательно соединенные датчики пространственных характеристик пучка, нормирующие15 усилители, коммутатор, аналого - цифровой пре., обраэователь, буферное запоминающее устройство.Погрешности измерения размеров, распре. делений тока и плотности тока лучка определя ются в основном погрешностью аппроксимации его пространственных характеристик, непрерывные функции которых при измерениях представ. РЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ляются рядом дискретных значений. Шаг квантования апертуры пучка постоянный, он обеспе. чивается конструкцией монитора и приводаПри изменении размеров пучка по тракту транспортировки в больших пределах изменяется погрешность аппроксимации. Для обеспечения требуемой точности измерения в сечениях с хорошей фокусировкой необходимо задаваться определенным числом точек квантования пространственных характеристик малоапертурного пучка. Дискретные значения функции распределения преобразуются в числа и записываются в БЗУ для йоследующей (после измерений) передачи их в память машины. В сечениях с большой апертурой пучка число точек квантования пространственных характеристик соответственно возрастет.Погрешность измерения существенно умень. шается в сравнении с заданным значением, но,при этом должен быль увеличен обьем БЗУ и памяти ЭВМ для приема избыточной информации. При большом количестве измери-, тельных сечений с учетом сложности представле ния измеряемых параметров и несоответствия0 3 81831между величинами приведенной и относитель.ной погрешностями измерения неоправданноевозрастание обьема используемой памяти при.водит к увеличению объема аппаратуры преобразования и менее эффективному использо.ванию ЭВМ.Целью изобретения является уменьшениеобъема памяти.Цель достигается тем, что в схему устройства, содержащего, последовательно соеди.неннъе датчики пространственных характеристик пучка, нормирующие усилители, коммутатор,1аналого - цифровой преобразователь, буферноезапоминающее устройство, введены мульти.плексор, демультиплексор, промежуточный5регистр, схема управленияоперативное запоминающее устройство (ОЗУ), соединенное черезмультиплексор с выходными шинами аналогоцифрового преобразователя и промежуточногорегистра, а через демультиплексор - с шинами 20записи буферного запоминающего устройстваи входными шинами промежуточного регистра,причем по входам управления аналого - цифровойпреобразователь, мультиплексор и демультиплексор подключены к схеме управления, соединенной соперативным запоминающим устройством,На чертеже представлена структурная схемаописываемого устройства.Устройство содержит мониторы 1 пространственных характеристик пучка, соединенныес нормирующими усилителями 2, сигналов.Перемещение мониторов в пространстве вакуумной камеры осуществляется с помощью щагово.го двигателя. Сигналы от усилителей 2 покабельным каналам передаются через коммута.35тор 3 и АЦП 4, который с каждым шагомквантования, задаваемым импульсами синхронизации, преобразует мгновенные эначенич пространственных характеристик пучка в двоичныечисла. Цифровая информация из АЦП 4 переписывается в ячейки памяти ОЗУ 5, причем40частота перезаписи зависит от схемы управления б, фиксирующей переполнение ОЗУ 5,Разрядность "слов" ОЗУ 5 определяется разрядностью счетчика АЦП 4, от которого зависит точность амплитудно-цифровых преобразова 45ний, а количество ячеек ОЗУ 5 при любом диапазоне изменений размеров пучка связано с заданным числом точек дискретизации сеченияпучка соотношениеми) =2 К,50где в - количество ячеек ОЗУ; К - заданноечисло точек дискретизации распределения токапо сечению пучка.Схема управления ОЗУ 5 не только задаетчастоту перезаписи информации иэ АЦП 4, нои обеспечивает режим внутреннего перемещенияинформации в ОЗУ 5 с помощью промежуточного регистра 7, По окончании измерений ин 5 4формация из ОЗУ 5 переписывается в БЗУ 8. Многоканальная.связь ОЗУ с АЦП, БЗУ и триггерами промежуточного регистра осущест.вляется через мультиплексор 9 и демультиплексор 10.В режиме перемещения информации произ. води.ся устранение из ОЗУ 5 избыточнойинформации об измеренных к моменту пере. полнения ОЗУ 5 пространственных характеристи. ках пучка и упорядоченное освобождение ячеекпамяти ОЗУ 5 для записи чисел текущих значений характеристик пучка с удвоенным перио 1дом обращения к АЦП 4При перемещении монитора в апертуре пучка поступающие от усилителей 2 через ком. мутатор 3 сигналы преобразуются в числа и записываются в ячейках ОЗУ 5 с частотой синхронизации, Если количесвто записанных в результате измерений дискретных значений пространственной характеристики пучка не превышает число ячеек памяти ОЗУ 5, то весь объем записанной информации считывается в БЗУ 8. При большей апертуре пучка число точек дискретизации превьшгает объем ОЗУ 5, подключается схема б управления ОЗУ 5, которая переводит ОЗУ 5 в режим вйутреннего перемещения информации: числа, записаннъе в нечетиъх ячейках ОЗУ 5, стираются, а числа четных ячеек последовательно сдвигаются в промежуточный регистр 7 и вновь записываются в ячейки ОЗУ 5 с адресами в два раза мень. ше исходных. В результате записанная в ОЗУ 5 информация прореживается и оказывается эапи. санной в первой половине ячеек ОЗУ 5. Режим внутреннего перемещения информации осуществляется между таКтами импульсов син. хронизации, а затем в ОЗУ 5 продолжается запись значений характеристик пучка, но с частотой, в два раза меньшей предыдущего цикла записи, Если измерения заканчиваются ранее, чем переполняется ОЗУ 5, то информация из ОЗУ 5 переписывается в БЗУ 8, если же вновь происходит переполнение ОЗУ 5, то схема 6 управления снова переводит ОЗУ 5 в режим прореживания и перемещения информации и уменьшает частоту записи чисел из АЦП 4 в два раза. При больших апертурах пучка этот процесс может происходить неоднократно. Из БЗУ 8 цифровая информация переписывается в память ЭВМ для математической обработки и представления ее на устройствах отображения.Таким образом, использование ОЗУ со схемой управления промежуточным регистром, схемами мультиплексирования и демультиплексирования позволяет получать информацию о пространственных характеристиках пучка с переменным шагом дискретизации, являющимся Функцией поперечных размеров пучка.Составитель Е. Егороведактор Н.Аристова Техред М.Тенер Корректор И.Ва аказ 10538/8ВНИИП Тираж 731 Подписное И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 5, Москва, Ж, Раушская наб,д.4/5П "Патент", г. Ужгород, улЛтроектная, 4 Фили 5 818315Формула изобретения Устройство измерения пространственных характеристик пучка заряженных часпщ, содер. жащее последовательно соединенные датчики пространственных характеристик пучка, нормирующие усилители, коммутатор, аналого - цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения объема памяти,; 1 О в него введены мультиплексор, демультиплексор, промежуточный регистр, схема управления, опера. тивное запоминающее устройство, соединенное через мультиплексор с выходными шинами аналогоцифрового преобразователя и щюмежуточного 13 регистра, а через демультиплексор ф- с шинами записи буферного запоминающего уст.ройства и входными шинами промежуточного регистра, причем по входам управления анв. лого - цифровой преобразователь, мультиплек. сор и демультиплексор подключены к схеме управления, соединенной с оперативным задоминающим устройством,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кириллов А. Д., Никитюк Н, М. и др.Регистрирующая электроника пропорцнональ.ных камер систем настройки и контроляканалов выведенных пучков. Препринт. ОИЯИР 13-11586, Дубна, 1978,2. Р, Вгцпипег, ТЬе гпетЬод о 1 теавигвввпто 1 тЬе евт,1 ттапсе апд 1 Ье Ьетатгоп рЬаве врасерагаветегв 1 и тЬе Ьеат тгапФег вувтев оФ. тЬе