Многоканальная система счета фотонов

(19) 111 57335 1) С 01 .1 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР БРЕТЕНИЙ ОРСКОМ ЕЛЬСТВ ИСТЕИА СЧЕТА.(57) И электр орскоевтомати дл токе т- Мн о гок ан альонов для регист. - ПТЭ, 1981,ток по кии пре пряженн трубкой в котор ство СССР1/42, 1987.(56) Вайнер Ю,Г. и дная система счета форации слабых спектроР 4, с.183.Авторское свидете11 1396725, кл. С 01(54) МНОГОКАНАЛЬФОТОНОВ обретение относится к фото- нике и может быть использоварегистрации слабых световыхЦель изобретения - повьппености измерений. Световой потупает на электронно-оптичесобразоватепь 1, оптически соый с телевизионной передающей (ТПТ) 3, переходные процессы ой (в момент ее включения)1 573352 Изобретение относится к фотометрии, а именно к устройствам для регистрации слабых световых потоков.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключениявлияния переходных процессов в телевизионной .передающей трубке,На чертеже представлена структурная схема многоканальной системысчета фотонов.Система содержит последовательно25размещенные на оптической оси ЭОП 1,объектив 2, телевизионную передающуютрубку (ТПТ) 3 с узлом 4 подсветки,выход которой через усилитель 5 подключен к третьему входу блока 6 обра- Зоботки сигнала и управления, первыйи второй входы которого соединенысоответственно с выходами кадровых истрочных синхроимпульсов. синхронизатора 7, последовательно включенные 35фотоприемник 8, блок 9 регулируемойзадержки, блок 10 затвора, выход которого соединен с затвором ЗОП 1,а также элемент И 11, блоки 12 и 13питания узла 4 подсветки и ключ 14, 40первый Р-триггер 15, счетчик 16 импульсов, многоканальный накопитель17, цифровой компаратор 18, блок 19задания кодов, формирователь 20 импульсов и вновь введенные делитель 21 45частоты импульсов и второй Р-триггер 22, Синхронизатор 7 содержитсинхрогенератор 23 и фазовращатель 24Многоканальная система счета фотонов работает следующим образом, 5 ОВ исходном состоянии на пятыйвход блока 6 обработки сигнала и управления с выхода делителя 21 частоты импульсов непрерывно поступаеткаждый четвертый кадровый синхроимпульс (КСИ), Коэффициент деления делителя 21 частоты равен четырем,чтобы организовать цикл работы ТПТ 3из четырех полукадров стандартной телевизионной развертки: первый полу- .кадр - считывание информации с мишени ТПТ 3, последующие - для стирания остаточного сигнала с мишениТПТ 3. Блок 6 обработки сигнала иуправления формирует на третьем ичетвертом выходах сигналы для управления работой ТПТ 3, Последняя на время высвечивания люминофора ЭОП 1 открывается сигналом на фотокатодномвходе, длительность которого определяет время накопления сигнала намишени., Накопление происходит призапертом модуляторе ТПТ 3, когдасигнал на ее модулирующем входе отсутствуетДля считывания и стирания накопленной информации на модулирующийвход ТПТ.3 подается сигнал с четвертого выхода блока 6 обработки сигнала и управления,ТПТ 3 постоянно находится в режиме пНакопление-считывание, что исключает переходные процессы с ихотрицательным влиянием на результаты измерений.Во время считывания информациис мишени ТПТ 3 видеосигнал отсутствует, так как ЭОП 1 закрыт. На втором выходе блока 6 обработки сигналаи управления формируются сигналы Переключение каналов, которые не проходят на вход многоканального накопителя 17, так как элемент И 11 блоки-.рован выходным потенциалом Р-триггера 22. Последний установлен в ну- левое состояние сразу по включении питания (цепи установки в нуль не показаны). ограничивают точность измерений. Сцелью устранения этого недостатка всистему введены делитель 21 частотыкадровых синхроимпульсов и второйР-триггер 22 с соответствующими связями, что обеспечивает работу ТПТ 3в непрерывном импульсном режиме Накопление-считывание" независимо отналичия (отсутствия) управляющих сигналов на выходе блока регулируемой задержки 9, т.е. независимо от работы лазера. При этом на время потеричувствительности ПТП 3 и время отсутствия управг.яюших сигналов по причине нестабильной работы лазера съеминформации с блока 6 обработки сигнала и управления блокируется, а послеустранения причин сбоя измеренйя автоматически возобновляется. 1 э.п,ф-лы, 1 ил. Цикл регистрации спектра исследуе- мого объекта начинается с прихода на фотоприемник 8 части импульсного излучения. лазера (не показан), используемого для возбуждающего воэдей6потери чувствительности ТПТ 3 код на выходе счетчика б меньше кода в блоке 9 задания кодов, на выходецифрового компаратора 8 будет уровень "Лог,"1", и .триггер 15 устанавливается в единичное состояние. Формирователь 20 импульсов по положительному перепаду уровня с выхода триггера 15 формирует отрицательный импульс, который открывает ключ 14, подключая с лампам узла 4 подсветки дополнительно блок 13 питания на время, необходимое для восстановления чувствительности ТПТ 3 (1 - 2 с). Одновременно этот отрицательный импульс поступает на Р-вход Р-триггера 22, и по сигналу с выхода блока 9 регулируемой задержки Р-триггер 22 переключается в нулевое состояния, блокируя на время восстановления чувствительности ТПТ 3 сигналы с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управленияПосле окончания отрицательного импульса на выходе формирователя 20 импульсов первым импульсом с выхода блока 9 регулируемой задержки Р-триггер 22 переключится в единичное состояние и разблокирует элемент И 11. Процесс регистрации спектра исследуемого объекта продолжится.Для обеспечения описанной работы многоканальной системы счета фотонов необходимо, чтобы выстрел лазера совпадал по времени с кадровым гасящим импульсом, т.е. нужна взаимная синхронизация блока управления лазером и синхронизатора 7. Поскольку выстрел лазера жестко привязан к переходу через нуль сетевого напряжения с отставанием по фазе на некоторый угол д, то совместить во времени вы;трел лазера и кадровый гасящий импульс возможно, если синхронизатор 7 также синхронизировать сетевым напряжением, Фазовый сдвиг может быть скомпенсирован с помощью фазовращателя. С этой целью синхронизатор 7 имеет в своем составе синхронизатор 23, синхронизируемый сетевым напряжением, которое подается на его вход синхронизации через фазовращатель 24. Синхрогенератор 23 формиру- . ет кадровый гасящий синхроимпульс, привязанный фронтом к переходу через нуль сетевого напряжения. Фазовращатель 24 рассчитан на фазовый сдвиг лц 5 5733 ствия на исследуемяй объект. Импульсом с выхода фотоприемника 8 включается блок 9 регулируемой задержки, сигнал которого запускает блок 10 затвора. Высоковольтный импульс с выхо 5 да блока 10 затвора поступает на затвор ЗОП 1. Одновременно сигнал с выхода блоха 9 регулируемой задержки ,поступает на С-вход Р-триггера 22 и ,переключает его в единичное состояние "Лог. на прямом выходе), если на Р-входе триггера 22 присутствует уровень "Лог.1" с выхода формирователя 20 импульсов, который определен нуле вым выходом Р-триггера 15, заданным по К-входу кадровыми синхроимпульсами."Лог.1" с выхода Р-триггера 22 разрешает прохождение сигнала через элемент И 11 с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управления на вход переключения каналов многоканального накопителя 17.Во время считывания информации с мишени ТПТ 3 видеосигнал с ее выхода 2 б передается в блок 6 обработки сигнала и управления, с первого выхода которого импульс, соответствующий единичному фотособытию, поступает на счетный вход многоканального накопителя 17 и счетчика 16 импульсов. Переключение каналов многоканального накопителя 17 производится сигналами с выхода элемента И 11. После записи информации в последний канал на выхо 35 де окончания цикла многоканального накопителя 7 формируется сигнал, по которому с первого и второго выходов блока 6 обработки сигнала и управления прекращается выдача сигналов на счетный вход и вход переключения каналов многоканального накопителя 17, и производится запись в Р-триггер 15 информации с выхода цифрового компаратора 18 и установки Р-триггера 22 в нулевое состояние по К-входу.С приходом следующего сигнала с блока 9 регулируемой задержки Р-триггер 22 устанавливается по Р-входу м единичное состояние, разрешая прохождение через элемент И 11 сигналов с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управления, и весь процесс считывания информации с мишени ТПТ 3 повторяется.Цифровой компаратор 18 анализирует информацию, поступающую на его входы с выходов счетчика 16 импульсов и блока 19 задания кодов, В случае1573352 15 ния. Составитель А.ГрузиновТехред М.Дидык Корректор А.Обручар едактор С.Патрушева Заказ 1638 Тираж 426 ПодписноеВНИИПИ Государственного комгтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдате;гьский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 В устройстве исключается влияниепереходных процессов в телевизионной передающей трубке на точность измерений благодаря переводу ТПТ в нен м 115 прерывныи импульсный режим Накопление-считывание".В случае внезапного исчезновения чувствительности ТПТ 3 или в случае отсутствия выходных сигналов блока 9 регулируемой задержки объем информации с блока 6 обработки сигнала и управления блокируется. После устранения указанных факторов измерения автоматически возобновляютсяИзобретение позволяет повысить точность измерений, автоматизировать процесс измерений при сохранении высокой достоверности информации. 20Формула изобретения 1. Многоканальная система счета фотонов, содержащая, последовательно размещенные на оптической оси элект ронно-оптический преобразователь с затвором, объектив, узел подсветки с подключенными к нему двумя блоками питания и телевизионную передающую трубку, поцсоединенную выходом к входу усилителя, последовательно соединенные фотоприемник, блок регулируемой задержки и блок затвора, выход которого соединен с затвором электронно-оптического преобразовате 35 ля, а также синхронизатор, первый В-триггер, счетчик импульсов, многоканальный накопитель и блок обработки сигнала и управления с пятью входами и четырьмя выходами, подключенный первым входом к выходу кадрового синхроимпульса синхронизатора, к К-входу первого Р-триггера и к входу счетчика импульсов, вторым входом - к выходу строчного синхроимпульса синхронизатора, третьим - к выходу усилителя, четвертым входом - к выходу окончания цикла многоканального накопителя и к С-входу первого Р-триггера,первым выходом - к счетным входам многоканального накопителя и счетчика импульсов, третьим и четвертым выходами - соответственно к фотокатодному и модулирующему входам телевизионной передающей трубки, элемент И, цифровой компаратор, блок задания кодов, формирователь импульсов и ключ, подсоединенный одним информационным входом к общей шине, другим - к выходу второго блока питания, выходом - к второму входу узла подсветки, а управляющим входом через формирователь импульсов к выходу первого П-триггера, подключенного .0-входом к выходу цифрового компаратора, который одной группой входов соединен с выходами счетчика импульсов, а другой - с выходами блока задания кодов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения влияния переходных процессов в телевизионной передающей трубке, в нее введены делитель частоты импульсов,входкоторого соединен с выходом кадрового синхроимпульса синхронизатора, а выход с пятым входом блока обработки сигнала и управления, и второй Р-триггер, подсоединенный своим Р-входом к выходу формирователя импульсов, С-входом - к выходу блока регулируемой задержки, К-входом - к выходу окончания цикла многоканального накопителя и единичным вьходом - к одному из входов элемента И, другой вход которого соединен свторым выходом блока обработки сигнала и управления, а выход элемента И подсоединен к входу переключения каналов многоканального накопителя.2. Система по п., о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что синхронизатор содержит синхрогенератор и фазовращатель, причем вход синхронизации синхрогенератора через фазовращатель соединен с сетевым источником пита