Счетчик фотонов

(51) 5 С 01 Л 1/44 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ первы- респектроскопии, хии тдтения является ловы регистрации интенсивронных импульсов. Изобретение атмосферы и иож для регистрации световых потоко ких исследовани анни атмосфеиии, астрономиЦелью изобение точностости одноэле тносится к оптикет быть использованослабых и сверхслабыкв зике, космиче фи нои зондиро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(7) Институт оптики атмосферыСО АН СССР(56) Морен Дево. Управляемый микропроцессором многоканальный счетчиксобытий. Приборы для научных исследований, 98 1, В 11, с. 173,Авторское свидетельство СССРф 1350509, кл. С 01,1 1/44, 1986.(57) Изобретение относится к оптикеа биосферы и может бьп ь использованодля регистрации слабых и сверхслабыхсветовых потоков в физике,кос 1 ических исследованиях, лазерном зондировании атмосферы, спектроскопии, хииии, астрономии и т.д, Целью изобретения является повышение точностирегистрации интенсивности одноэлект.ронных импульсов. Счетчик фотоновсодержит последовательно включенныеФЭУ, дискриминатор одноэлектронныхимпульсов, триггер фотона, а также.ОЗУ, ЭВМ и схему синхронизации,триггер режима, управляемый тактовыйгенератор, адресный счетчик, причемвыход ФЭУ соединен с входом дискриминатора, его выход подключен квому входу триггера фотона,ход ОЗУ подключен к входному гистру ЭВМ, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, его выход подключен к входу управляемого тактового генератора и к входу управления режимом ОЗУ, выход управляемого тактового генератора подключен к первому входу адресного счетчика и к второму входу триггера фотона, адресные выходы адресного счетчика подключены к,алресным входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен ко второму входу адресного счетчика, а его выход - к второму вхбду триггера режима, информацион- . ный вход ОЗУ подключен к логическойединице. Счетчик содержит также дополнительный триггер фотона,инвертор и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход управляемо- С го тактового генератора подключен к . второму входу дополнительного триггера фотона через инвертор, выходы первого и дополнительного триггеров фотона подключены к входу управления выборкой ОЗУ через логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, в качестве дискриминатора одноэлектронных. им пульсов используется дискриминатор, изменяющий свое состояние на противоположное при поступлении одно- электронного импульса, а триггеры фотона - типа Р,ил.3 1510503Изобретение поясняется чертежом,на котором представлена блок-схема,Счетчик фотонов содержит фотоэлектронный умножитель 1 (ФЭУ),дискриминатор одноэлектронных импульсов 2, изменяющий свое состояние на противоположное при поступ"пении однозлектронного импульса,первый триггер 3 фотона, иннертор 4, 10второй триггер 5 фотоналогическийэлемент 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)7, адресный счетчик 8, схему 9 синхронизации, триггер 10 режима, управляемый тактовый генератор 11,ЭВМ 12.Выход ФЭУ 1 подключен к входудискриминатора 2, его выход подключен к первым входам первого 3 и второго 5 триггеров. фотона, их выходычерез логический элемент 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к входу управления ОЗУ 7, выход ОЗУ 7 подключен квходному регистру ЭВМ 12. Синхроимпульс, определяющий момент посылкизондирующего импульса и запуска счетчика, поступает на схему 9 синхрони"зации, выход схемы 9 синхронизацииподключен к первому входу триггера 10 30режима, его выход - к входу управляемого тактового генератора 11 и квторому входу управления ОЗУ 7, выходгенератора 11 подключен к первомувходу адресного счетчика 8, к второму входу первого триггера 3 фотона ичерез инвертор 4 к второму входу второго триггера 5 фотона. Адресные выходы адресного счетчика 8 подключенык адресным входам ОЗУ 7 и к входномУ 40регистру ЭВМ 12. Выход упранления .адресного счетчикаподключен к второму входу триггера 10 режима. ВыходЭВМ 12 подключен к второму входу адресного счетчика 8, Информационныйвход ОЗУ 7 подключен к источнику ло"гической единицы.В качестве дискриминатора одноэлектронных импульсов используетсядискриминатор, изменяющий на противо"50положное свое состояние при поступлении каждого последующего одно"электронного импульс.а, триггеры фотона - типа В, первый вход - О,второй - С.Счетчик футонов работает следующим образом, Управляемый тактовыйгенератор 11 апускастся через триггер 10 режимл иипульсоч со схемы 9 синхронизации. Этот же импульс устанавливает триггер 10 режима и ОЗУ 7 в режим "Зались".Синхронно с появлением синхроимпульса управляемый тактовый гене" ратор 11 вырабатывает последователь ность управляющих импульсов для формирования адресным счетчикам 8 последовательности временных интерва,лов заданной длительности для временной привязки фотоимпульсов относительно импульса зондирования. Разрядность адресного счетчика 8 и период.тактоных импульсов, вырабатываемых управляемым тактовым генератором .11, определяют пространственное разрешение регистрируемых атмосфеРных хаРактеРистик (1/2 ьнх х 0,15 км) и длину трассы зондирования 1 = Б Д , , где с з - длительность временного интервала, ЯД - число временных интервалов, Ия2 - 1, 1 с - разрядность адресного счетчика 8Кажрый поступающий с ФЭУ 1 одно- электронный импульс переводит дйскриминатор 2 н противоположное предыдущему состояние, которое н каждом последующем такте (временном. интервале) регистрируется поочередно в первом 3 и втором 5 триггерах фотонов,Если в соседних временных интервалах состояния первого и второго триггеров фотонов одинаковы, т.е. в,течение этих двух интервалов поступления одноэлектронных импульсов не наблюдалось то на выходе логи" ческого элемента 6 ИСКЛЮЧЙЯЦЕЕ ИЛИ будет сигнал, запрещающий запись входных, данных (единицы) в ОЗУ 7. Если же дна последующих состояния триггеров 3 и 5 различаются, т,е. в одном из нременных интервалон произошло событие - поступление одно- электронного импульса, то на выходе логического элемента 6 ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ будет разрешающий.-сигнал и в ячейку ОЗУ 7 с номером, определяемым состоянием адресного счетчика 8, будет записана постоянно присутствующая на входе ОЗУ единица, т.е. отметится временной интервал, в котором произошло событие.Принципиальной особенностью работы такой схемы выделения мамнта поС. етчяк фото нов п о з вол не т и оньлсить точность регистрации входного потока одцоэлектрол:цых имп ольсонл фгл Лпримерно нвм /ьвп м) Раэ, Где ьм - длительность цмертвойн зоны.15Форму ла 5 1110ступлеция одцоэлектронцого импульсаявляется то, что если одцоэлектроцныйимпульс поступит в течение "мертвой" зоны, когда н известном счетчикефотонон в и-й временной интервал регистрация еще це происходит, а н(дд)-й - уже закончилась, то в данном счетчике фотоновтакое событиебудет зарегистрировано н конце п-гоинтервала в одном из триггеров фотона, а запидпется после сравнения сос.тояний триггеров Фотонов в и-м и(и+1)-ю ячейку ОЗУ 7. Сдвиг на.+1временного интервала происходит прирегистрации одноэлектронных импульсовнезависимо от момента появления ихотносительно границ временных интервалов, ио. тому такой сдвиг простоучитывается прц отработке массвазарегдстрддрованьх чисел началом массива це с нулевого, а с первого элемента массина.После прохождения всех ноэможцыхсостояний адресного счетчика 8 сигналокончания цикла записи с его выходаперебрасывает триггер р 10 режима врождм "Чтение, отключая удравляельпдтактогый генератср 11 и передавая та- ЗОким образом управлец". адресым счетчиком 8 ЭВМ 12. При этом зарегистрированная н ОЗ" 1 дпрмация передается в ОЗУ ЭВМ 12, где происходит еенакопление.35Многократное повторее циклонзапись " чтение приводит к тому, чтов ячеиках ОЗУ ЭВМ, адреса которыхопределяют положение поступающих насчетчик фотонов относительно импульса синхронизации, происходит формирование профиля отраженного атмосферой сигнала с точностью, определяемой уровнем накопления в каждом временном интервале, по которому можетбыть вычислен профиль атмосферных характеристик,Таким образом, использование дискрыминатора одноэлектронных импульсов,изменяющего свое состояние на протиноположнбе, и анализ его состоянияв двух последовательных временныхинтервалах позволяет регистрироватьвсе без исключения поступающие сФЭУ одноэлектронные импульсы неза - 55висимо от того, в какой момент времени относительно фронтов временныхинтервалов они поступают, в том чисц цле и те, которые попадают в мертвую 503 6зону, что существенно повь 1 пает точность регистрации одцоэлектроццыхимпульсов, При этом сохраняется возможность прц чтении ОЗУ производитьбд 1 стрый анализ содержимого ОЗУ 7 сцелью цахождедя адресов лгметов по"ступлецця одцоэлектроццых импульсов. изобретения Счетчик фотонон, содержсцпий последовательно включенные фотоэлектронный умцожцтель, дскрдлпшатор одцоэлектронных импульсов, первый триггер фотона и последовательно включенные схему синхронизации, триггер режима, уцравляемьп 1 тактовый генератор, адресцьп счетчик, а также оперативное запоминающее устройство ОЗУ) и ЭВМ, причем выход ОЗУ подключен к входному регистру ЭНМ, вь- ход триггера режима подключен к входу управления режимом ОЗУ, выход управляемого тактового генератора подгключец к второму входу первого триггера фотоца, адресные выходы адресного счетчика подключены к адресньвч входам ОЗУ и к входному регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен к второму входу адресного счетчика, выход которого подключен к второму нходу триггера режима, информационный вход ОЗУ. подключен к источнику логической единицы, о т л и ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью повьшеция точностИ регистрации интенсивности поуока одноэлектронных импульсов, в него вне децы второй триггер фотона, инвертор и логический элемент ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем перньп вход второго триггера фотона подключен к выходу дискриминатора одноэлектронных импульсов, выход управляемого тактового генератора через инвертор подключен к второму входу второго триггера фотона, выходы первого и второго триггеров фотона подключены через логический элемент ИСКЗПОЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ к входу управления выборкой ОЗУ, при этом Ь качестве дискриминатора одноэлектрон-. ных импульсов используется дискрими" натор, изменяющий свое состояние на1510503 противоположное при поступлении одноэлектроиного импульса, а в качестСоставитель Е.МаколкиТехред И.Ходанич актор С.Окина Корректор Л,Бе аэ коми оск Ороизводственно-издательский комбинат Патент", г. Укгород Гаг 101 818/ДСП Тнр Государственно 11303ве триггеров фотонов - триггеры типа П.,Подписноета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР