Счетчик фотонов

,, ( чц 1 рг1" 1"ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт оптики атмосферы СОА 11 СССР(57) Изобретение относится к областиизмерений и может быть использованодля регистрации слабых и сверхслабыхсветовых потоков в физике лазерногозондирования атмосферы, космическихисследованиях, химии, астрономии идр. Дель - повышение точности измерений за счет увеличения скорости накопления информации. Устройство содержит последовательно включенныеФЭУ, дискриминатор одноэлектронныхимпульсов, блок из И триггеров, атакже блок ОЗУ, ЭВМ, схему синхронизации, триггер режима, управляемыйтактовый генератор, кольцевой регистрсдвига, делитель тактовой частоты наИ, адресный счетчик слов, причем выход ФЭУ подключен к входу дискриминатора одноэлектронных импульсов, еговыход подключен к первым входам триггерон фотонов, выход даыных ОЗУ подключен к входному регистру ЭВМ, выходсхемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, его выходподключен к входу управляемого тактового генератора, н к первому входууправления ОЗУ, выход упраляемоготактового генератора подключен к ходам кольцевого регистра сдвига и делителя тактовой частоты ца И, выходыкольцевого сдвигового регистра подключены к вторым входам триггеров Ьо -тонов, выход делителя на 11 подключ цк входу адресного счетчика слов, еговыход управления подключен к входутриггера режима, а также регистр ровменного хранения цаццых, логическийэлемент ИЛИ, реверсиый счетчик идополнительное ОЗУ, причем выходытриггеров фотонов подключены к И-раз -рядцому регистру времецного храненияданных, выходы регистра временногохранения даццых подключены к первымвходам управления ОЗУ и к Ь входамлогического элемента 11:1 И, вы.;од логического элемента ИД подключен квходу Счет вперед реверсивногосчетчика, к второму входу управленияпервого ОЗУ и к входу управления второго ОЗУ, выходы реверсивного счетчиКа подключены к адресным входам первого и дополнительного ОЗУ, выход управления реверсивного счетчика подключен к второму регистру ЭВМ, выход -ной регистр ЭВМ подключен к входуцСчет назад реверсивного счетчика,выход тригГера режима подключен к вто. рому входу управления дополнительногоОЗУ, адресные выходы адресного счетчика подключены к информационным входам дополнительного ОЗУ, сго информационные выходы подключены к входномурегистру ЭВМ. 1 ил, 1518680Изобретение относится к измерениям и может быть использовано для ре - гистрации слабых и сверхслабых световых потоков в космических исследовакиях, химии, астрономии и др,Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения скорости накопления информации.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, дискриминатор 2 одноэлектронных импульсов,кольцевой регистр 3 сдвига, блок 4триггеров фотонов, И-разрядный регистр 5 временного хранения данных,логический элемент ИЛИ 6, первое оперативное запоминающее устройство(ОЗУ) 7, реверсивный счетчик 8, ЭВМ9, схему 10 синхронизации, триггер 11режима, управляемый тактовый генератор 12, делитель 1 3 тактовой частотына 11, адресный счетчик 14, второеОЗУ 15.Выход ФЭУ 1 подключен к входу дискриминатора 2 одноэлектронных импульсов, его выход подключен к первымвходам блока 4 триггеров фотонов. Выходы триггеров фотонов подключены квходам Б-разрядного регистра 5 временного хранения данных, его выходыподключены к входам логического элемента ИЛИ и к первым входам управле -ния первого ОЗУ 7. Информационный выход первого ОЗУ 7 подключен к первомувходу триггера 11 режима, его выходк входу управляемого тактового генератора 12, к второму входу управлениявторого ОЗУ 15 и к третьему входу управления первого ОЗУ 7. Выход управляемого тактового генератора подключен к входу кольцевого регистра сдвига и к входу делителя 13 тактовойчастоты на И. Выходы кольцевого регистрасдвига подключены к вторым входам .блока 4 триггеров фотонов . Выход делителя 13 тактовой частоты на Н подключен к входу адресного счетчика 14,;выходы которого подключены к информационному входу второго ОЗУ 15. Информационный выход второго ОЗУ 15подключен к входному регистру ЭИ 1 9,Выход управления адресного счетчика14 подключен к второму входу триггера 11 режима, Выход логического элемента ИЛИ 6 подключен к входу Счетвперед" реверсивного счетчика 8, квторому входу управления первого5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОЗУ 7 и к первому входу управлениявторого ОЗУ 15. Информационный выходреверсивного счетчика 8 подключен кадресным входам первого 7 и второго15 ОЗУ. Выход управления реверсивного счетчика 8 подключен к входномурегистру ЭВМ 9. Выходной регистр ЭВ 11подключен к входу Счет назад реверсивного счетчика 8.Устройство работает следующим образом,Управляемый генератор 12 запускается сигналом с выхода триггера 11режима, который управляется импуль -сом со схемы 10 синхронизации. Этимимпульсом определяется начало цикларегистрации входных одноэлектронныхипульсов. Триггерам 11 режима первое 7 и второе 5 ОЗУ устанавливаютсяв режим Запись",Управляемый тактовый генератор 12вырабатывает последовательность импульсов для сдвига импульса разрешения записи входных данных с дискриминатора 2 в блок 4 триггеров фотонов.Эта последовательность формируетсякольцевым регистром 3 сдвига. 11 оментпоступления фотоимпульса фиксируетсяпутем записи единицы в тот триггерфотона, в котором в данный моментвремени присутствуют единицы на обоихвходах. 11 осле записи единицы в последний Б-й триггер фотона, делитель13 на Б вырабатывает управляющий импульс, по которому информация изтриггера фотонов переписывается в регистр 5 временного хранения данных, аномер адреса байта увеличивается адресным счетчиком 14 на единицу, Затем начинается следующий цикл фиксации моментов поступления фотоимпульсов прохождением новой серии 11 разрешающих импульсов по кольцевому регистру 3 сдвига. В это время на выходерегистра 5 временного хранения данныхпоявляются входные данные.Если хотя бы один фотоимпульс поступает в течение предыдущего циклафиксации, импульс через логическийэлемент ИЛИ 6 поступает на вход "Счетвперед" реверсивного счетчика 8 иувеличивает на едиНицу адрес ячеекпервого 7 и второго 15 ОЗУ, в которые записывается положение бита, вкотором зафиксированы входной импульс(в ОЗУ 7) и номер слова, в которомнаблюдалось поступление фотоимпульса(второе ОЗУ 15). Этим же импульсом с18 б 80зд вьхода реверсцвцог 11 сче 111 кд 8 снова повторяется цикл передачи и цдкопления ддццых в ОЗУ ЭВГ 1. Г:ц в ре - зультате анализа выясяется, то 1.5пуст, т.е. все яч: 1:1;11 гЗ 5 у.т 1 ойс т" д считднь, устройство пгрехг,1 т в режм регистрации, который 1 дчпдется с нов 15+ ИСОЬС 5 ИТ 5 выхода логического элемента ИИ б производится запись состояний регистрд 5 временного хранения данных в ОЗУ 7 и адреса слова, при котором наблюдалось поступление фотопмпульсов с адресного счетчика 14 во второе ОЗУ 15,Если же в текущем цикле регистрации не зафиксировано поступление ни одного фотоимпульса, то в регистр 5 временного хранения данных будут записаны нули во всех разрядах. Нд выходе логического элемента ИЛИ 6 - нулевой уровень. Состояние реверсивного счетчика 8 не изменяется. Разрешающий сигнал записи ни вход ОЗУ 7 и 15 не поступает.Таким образом, ицформдция о моментах поступления фотоимпульсов записывается в последовательные ячейки ОЗУ 7 и 15 и только тогда, когда эта информация имеется. При этом момент поступления фотоимпульса орсдс,яется как 10 15 20 25 ступлецием очередоо с 1 х 5 О."11;5 ьсд,Такю образом,пдццом устройствеотсутствует процедура п:ализа со;1 г ржимого каждой ячейки ОЗУ, 11 о ведетк суп 1 ественнаму сокраше 1 ю Пп;лд чтец 11 я информации цз ОЗ: ис 1 рост 3 д 1 аследовательно, позволяет увеличитьчастоту спецовдния зпц у сх г 1 у 5 ьс оц и, в свон 1 с 1" О ы,; крдит,время накоплении цв 5 р,;1.", ЗУ ЭВМ,Чем меньше время 1111.:.11 11:1 цч. с;,х1 дрдметров д 1 осфе 51 .1. мс 1 5 юВЕЛ 1 1 ИНУ ОЦР 1 РВ МЕ 51 ЮТ.:1Д ВРС 1 Я 11-мереция, следовдтстц 1 О,;ови, . Тсяточность, За счет ООм 1 Н ем.",ОЗ. снижаются его цззто с г;эцеггоцотребле 1 е, о рдс 1, т цд,.с ж -ность устройствд,где АОЕ- состояние адресногосчетчика 14 слов, зафиксированное в Р-йячейке второго ОЗУ 15;Б т - номер бита (бит) в слове, зафиксировдцном вОЗУ 7 в д-й ячейке,После прохождений всех возможныхсостоян адресный счетчик 14 вырабатывает сигнал окончания режима регистрации, по которому триггер 11 режима переводит ОЗУ 7 и 15 в режим"Чтение" и запрещает работу управляемого тактового генератора 12Если в реверсивном счетчике 8 зарегистрировано число, определяющеечисло слов, в которых было зафиксировано поступление фотоимпульсов, тона выходе управления его появляетсясигнал, который воспринимается ЭВМ 9как сигнал готовности передачи данных в ОЗУ ЭВМ 9. При этом ЭВМ читаетадреса слов и бит, формирует из нихисполнительный адрес и прибавляет ксодержимому ячейки ОЗУ ЭВМ с этимадресом единицу,Таким образом, происходит накопление информации в ячейках ОЗУ ЭВМ .После окончания цикла суммированияЭВМ вырабатывает сигнал, по которомуномер адресуемых ячеек ОЗУ 7 и 15уменьшается на единицу и после аналР 130 35 40 45 50 55 Формуладобре тея Счетчик фотоцо 5, содерж,с 511 цос. довдтельцо включенные оО.; кр умцожитель и д:скр.1 Р 1 той, о 1;., О - ронцых импульсов, д тдкдс к и М триггеров фотонов, блО ,1;г Оперативного запомицдюие 1 О устОс т 1,1, ЭВМ, схему сицхроцпзд 11, трггер ров жМа, УПРаВЛЯЕМЫй Т.КТОгя й Г: ЦЕРДТОР, кольцевой регистр сдвига,:слит.ль тактовой частоты нд 11 и адресный счетчик, причем выход дис.р;к 1.1 гТор 1 одноэлектронных имггульсов подключен к первым входам триггеров фотонов, вторые входы которых подключены к выходам кольцевого регистра сдвига, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, выход которого подключен к входу управляемого тактового генератора и к первому входу управляемого первого оператив - ного запоминающего устройства, информационные выходы которого подключены к входному регистру ЭВМ, выход упрдв - ляемого тактового генератора подключен к входам кольцевого ре"истра сдвига и делителя тактовой частоты на И, выход которого подключен к входу адресного счетчика слов, выход управления которого подключен к второму входу триггера режима, о т л и1518680 сивного счетчика, к, второму входу уп -ра:.ия:,е;кго зпс ративпого .запо -з.павцег устройства, к первому ходу Составитель Е.Макалкин Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Бескид Редактор 11,Касарда 3,каз 6598/46 Тираж 466 ПодписноеЬН 1111 П 11 1. сударствеппого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат Патент , г,ужгород, ул. агарина,101 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыпения точности, в него введены 11-разрядный регистр временного хранения данных, логический элемент ИЛИ, ренерсивный счетчик и второе оперативное запоминающее устройство, причем выходы триггеров фотонов подключены к 11-разрядному регистру временного хранения данных, выходы которого подключены к 11 первым входам управления первого оперативного запоминающего устройства и к 11 входам логическогс элемента 11 ЛИ, выход которого подключен к входу Счет вперед реверуправления второго оперативного запо -минающего устройства, второй вход управления которого подключен к выходутриггера режима, выход управления ре -версивного счетчика подключен к входному регистру ЭВМ, выходной регистрЭВМ подключен к входуСчет назадреверсивного счетчика, информационныевыходы которого подключены к адреснымвходам первого и второго оперативныхзапоминающих устройств, адресные выходы адресного счетчика подключены кинформационным входам второго оперативного запоминающего устройства, информационные выходы которого подключены к входному регистру ЭВМ.