Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код и устройство для его осуществления

(51) 4 Н 03 М 1/34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ еЯф Ц/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК Бюл, В 23ый институт я ерных 2310036 блик, 19 ьство СС 13/02, 1 6,Р77 кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОРОТКИХИМПУЛЬСОВ ИЗВЕСТНОЙ ФОРМЫ В КОДИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к техникфизического эксперимента и можетбыть использовано в ядерной физикепри разработке быстродействующих анлого-цифровых преобразователей (АЦПнапример, для измерения амплитуды импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер, Цельюизобретения является повышение точности преобразования. Способ преобразования коротких импульсов известнойформы в код заключается в том, чтоодновременно с определением старшихразрядов измеряют длительность преобразуемого импульса Ьна верхнеми-м эталонном уровне и находят превышение амплитуды импульса а П нади-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разряды выходногокода по формуле Ь 11 =,.Г(и, Ь). Устройство для реализации данного способа содержит параллельный АЦП, дваКБ-триггера, шифратор, элементы антисовпадения, элемент ИЛИ, линиизадержки, хронотрон и постоянное запоминающее устройство. 2 с.п. ф-лы,1 ил.Изобретение относится к технике физического эксперимента и может быть использовано в ядерной физике при разработке быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), ; например, для измерения амплитуды ,импульсов в ионизационных спектрометрах на основе дрейфовых камер,Целью изобретения является повышение точности преобразования.На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации данного способа.Сущность способа преобразования коротких импульсов известной формы в код заключается в том, что с помощью набора эталонных уровней параллельного АЦП производится предварительное (грубое) измерение амплитуды входного сигнала, При этом определяются старшие разряды выходного кода. По результатам работы параллельного АЦП определяется номер и самого верх;него достигнутого эталонного уровня, ,относительно которого осуществляется ,измерение длительности входного импульса Ь на этом и-м уровне. При этом превышение амплитуды импульса фЬ над п-м эталонным уровнем и соответствующие ему младшие разряды вы 30 ходного кода находят по формуле ДЬ=Г (и, Ь), исходя из заранее известной формы входного сигнала, При использовании данного способа в ядер,ной электронике известность формы 35входного сигнала определяется тем, ,что на АЦП сигналы поступают со спектрометрического усилителя, где осуществляется их формирование.В частном случае для входного сиг нала, имеющего форму равнобедренного треугольника, зависимость ЬЬДТ (и,) выглядит как ЬЬ = 2 пЬгде Ь - величина одного уровня кван 45тования, Т - длительность входногосигнала в основании.,Для гауссовского сигнала эту зависимость можно получить разложениемгауссовской кривой в ряд Тейлораоколо, точки, соответствующей максимуму кривой:где С - стандартное отклонение гауссовской кривой. Устройство для реализации данногоспособа преобразования содержит параллельный АЦП 1, два КБ-триггера 2,линии 3 задержки, шифратор 4, элементы 5 антисовпадения, элемент ИЛИ 6,хронотрон 7 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 8,При этом вход АЦП 1 соединен свходом 9 устройства, шина 10 "Сброс"устройства соединена с К-входамиКБ-триггеров 2, выходы шифратора 4являются первой группой выходов 11устройства, а выходы ПЗУ 8 - второйгруппой выходов 12 устройства,Устройство работает следующимобразом.Пусть на вход 9 устройства поступил входной импульс, например, треугольной формы, 1 а начальном этапеработы устройства срабатывает параллельный АЦП 1, это приведет к тому,что на определенных выходах его взависимости от амплитуды входногосигнала появится код его старших разрядов. Этот код приведет к срабатыванию соответствующих КБ-триггеров2, предварительно по шине 10 "Сброс"установленных в нулевое состояние,По состоянию КБ-триггеров 2, соединенных с входами шифратора 4, на.первой группе выходов 11 устройства формируется код старших разрядов амплитуды входного сигнала, При этом независимо от значений уровней напряжения на выходах параллельного АЦП 1информация в КБ-триггерах 2 хранитсяв течение всего цикла измерения и умножается только по следующему сигналу "Сброс" по шине 10 "Сброс" устройства,Длительность выходного сигнала ссамого старшего сработавшего выходапараллельного АЦП 1 соответствуетдлительности основания остатка входного импульса, Этот сигнал проходитчерез соответствующую линию 3 задержки и элемент 5 антисовпадения на элемент ИЛИ 6, Линни 3 задержки включены для того, чтобы исключить прохождение на элемент ИЛИ 6 коротких сигналов, которые могут возникнуть вследствие задержки срабатывания в схемах параллельного АЦП 1, При этомдлительность временной задержки длясамого младшего выхода параллельногоАЦП 1 необходимо выбрать порядкаполовины времени нарастания входногоимпульса, для более старших выходов3 1 40 о параллельного АЦП 1 она постепенно уменьшается и для самого старшего выхода параллельного АЦП 1 ее можно выбрать в и раз меньше где п - чис 15 ло выходов параллельного АЦП 1.Таким образом, длительность сигнала на выходе элемента ИЛИ 6 точно соответствует длительности основания остатка. Для входных импульсов с тупой вершиной, например для гауссовской формы, лучше измерять длительность срабатывания параллельного АЦП 1 не на самом верхнем уровне для данного импульса, а на втором, 15 третьем уровне сверху, При этом точность измерения будет выше.В качестве измерителя временного интервала в устройстве использован хронотрон 7, ПЗУ 8 включено для коррекции нелинейности, которая возникает из-за того, что длительность остатка от амплитуды зависит нелинейно. На первую группу входов ПЗУ Ь поступает код старших разрядов с выхода шифратора 4, на вторую группу входов - код измерения длительности остатка с хронотрона 7, при этом на выходе ПЗУ 8, а следовательно, и на второй группе выходов 12 устройства30 формируется код младших разрядов амплитуды входного сигнала. Формула изобретения1. Способ преобразования коротких импульсов известной формы в код, 35 включающий сравнение амплитуды импульса с набором эталонных уровней, по результатам которого определяют номер и верхнего достигнутого уровня и соответствующие ему старшие разряды выходного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, одновременно с определением старших разрядов измеряют длительность входного импульса дна и - м уровне, а превышение ам - плитуды импульса й Ь над п - м уровнем и соответствующие ему младшие разряды выходного кода вычисляют, исходя из известной формы входного импульса2. Устройство для преобразования коротких импульсов известной формы в код, содержащее и компараторов, первые входы которых объединены и подключены к шине входного сигнала, а вторые входы - к соответствующим резисторам делителя напряжения, пОдключенного к шине опорного напряжения, выходы компараторов подключены соответственно к Б-входам КБ-триггеров, число которых равно и, К-входы КБ - триггеров объединены и подключены к шине "Сброс", а единичные выходы соединены с соответствующими входами шифратора, выходы которого соединены с шинами старших разрядов устройства, Б-входы КБ-триггеров, кроме первого, соединены через линии задержки соответственно с прямыми входами (и) элементов антисовпадения, инверсные входы которых соединены соответственно с единичными выходами КБ-триггеров, кроме п-го, выходы элементов антисовпадения соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом хронотрона, выходы которого подключены к одной группе входов постоянного запоминающего устройства, другая группа входов которого соединена с выходами шифратора, а выходы подключены к шинам младших разрядов устройства.1405111 Ф ФРедактор Н,Гунько Тираж 92 И Государственного делам изобретений Москва, Ж, Раув 6 сно Заказ омитета СССР Н открытыая наб 1130-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Проектн оизводств Составитель Г.МилославскийТехред А.Кравчук , , Корректор О.Кравцо