Устройство для регистрации информации с пропорциональных камер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 3 Д)01 Т 7 роволочные астиц. М.,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Объединенный институт ядерных исследований(56) 1. Заневский Ф.В. Пдетекторы элементарных чАтомиздат, 1978.2, Международное совещание по пропорциональным и дрейфовым камерам Д-.11807, 1978, с. 105-123 (прототип)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ КАМЕР, содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входами блока отбора событий, генератора синхросигналов, оперативного запоминающего устройства. ОЗУ ), усилителей- формирователей, регистра адреса, вход данных ОЗУ соединен с выходами ооответствующих усилителей-формирователей, на входы которых поступает информация с сигнальных проволочекпропорциональных камер,. адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи информа" ции в ОЗУ подключен к выходу генератора синхросигналов, имеющему вход для внешней синхронизации, а выход данных ОЭУ соединен с первым входом блока управления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности регистрации полезных событий путем временного совмещения процесса записи входной информации с отбором и накоплением в ОЗУ только полезных событий, в него введены блок признаков события, блок поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторые входы блока признаков события, блока отбора событий, блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адреса соединен с пятым входом блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ и входом элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами блока .признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, выход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ соединен с первым входбм схемы ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу .блока управления, к выходу которого подключен первый вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, а триггерный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входЫ блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регистрационных датчиков и электронной аппаратуры блока. отбора событий, на к периодов относительно синхроимпульсов генератора.на входы кторых поступает информацияс сигнальных проволочек пропорцио-,нальных камер, адресный вход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса,вход сигнала записи информации вОЗУ подключен к выходу генераторасинхросигналов, имеющему вход длявнешней синхронизации, а выход данных ОЗУ соединен с первым входом бло.блока управления, введены блок признаков события, блок поиска адресасвободной ячейки ОЗУ, элемент задержки и схема ИЛИ-НЕ, причем вторыевходы блока признаков события, блокаотбора событий, блока поиска адресасвободной ячейки ОЗУ и схемы ИЛИ-НЕсоединены с выходом генератора синхросигналов, выход регистра адресасоединен с пятым входом блока поискаадреса свободной ячейки ОЗУ и входомэлемента задержки, выход которогосоединен с третьими входами блокапризнаков события и блока поискаадреса свободной ячейки ОЗУ, выходблока поиска адреса свободной ячейИзобретение относится к детекторам элементарных частиц и атомныхядер и может быть использовано в физических лабораториях и в прикладныхобластях науки и техники, занимающихся экспериментальными исследова-5ниями.Известно устройство для регистрации информации с пропорциональных камер, содержащее усилители-формирователи сигнала с пропорциональных 10камер, задержки данных с усилителейдля совпадения по сигналу "БыстроеИЛИ" и служащим триггерным сигналом,память триггера для запоминания.данных и схему считывания информации. Регистрация информации осуществляется следующим образом, Сигналыс пропорциональных камер усиливаются и преобразуются формирователямив цифровую форму. В случае полезногособытия, что определяется по величине амплитуды входного сигнала, усилителем-формирователем формируетсяимпульс данных и вырабатываетсясигнал "Быстрое ИЛИ". Этот сигналпоступает в блок отбора события ивызывает формирование строба записи.На время опаздывания строба записив каждый информационный канал вводится задержка, По стробу записи информация заносится в память триггера, 30а затем считывается в ЭВМ 1 1Однако применение таких устройствв эксперименте с использованием интенсивного и короткого сброса пучкаускорителя, работающего как правило, 35именно в таком режиме, приводит кнепроизводительной работе ускорителяввиду большого мертвого времени системы считывания информации и памятитриггера только на один отсчет.Недостатком является также отсутствие возможности получения свысоким разрешением необходимой информации о временном распределениисобытий.Наиболее близким к изобретению 45по технической сущности является уст.,ойство, содержащее блок управления,;,ыход которого соединен с первымивходами блока отбора событий, генератора синхросигналов, опрративного за цоминающего устройства ОЗУ), усилителей-формирователей, регистра адреса. Вход данных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-формирователей, на входы которых поступает информация с сигнальных проволочек пропорциональных камер, адресныйвход ОЗУ подключен к выходу регистра адреса, вход сигнала записи ин"формации в ОЗУ подключен к выходугенератора синхросигналов, имеющемувход для внешней синхронизации, авыход данных ОЗУ соединен с первымвходом блока управления. Кроме того всостав устройства входят ворота"Быстрое ИЛИ" и ЭВМ,65 Информация с пропорциональных камер преобразуется усилителями-формирователями в цифровую форму и записывается в ОЗУ синхроимпульсами генератора. Запись осуществляется в течение промежутка времени, определяемого частотой синхроимпульсов и емкостью ОЗУ, Если в данном временном интервале было хотя бы одно полезноесобытие, признаком чего служитпоявление сигнала "Быстрое ИЛИ", устанавливающим флаг, .вся информация из ОЗУсчитывается в ЭВМ, где программнымпутем осуществляется выделение и обработка полезных событий. При отсутствии появления сигнала "Быстрое ИЛИ"запускается новый цикл записи информации в ОЗУ 2 3 Необходимость выделения информации связана с тем, что устройство не позволяет непосредственно указать количество и адреса ячеек ОЗУ, содержащих полезную информацию, и требуется опрос всего содержимого ОЗУ. Следствием этого недостатка устройства являются затраты на передачу и работу программы выделения событий для данных, не несущих полезной информации.Цель изобретения - повышение эффективности регистрации полезных событий за счет временного совмещения процесса записи входной информации с отбором и наКоплением в ОЗУ только полезных событий. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для регистрации информации с пропорциональных камер,содержащее блок управления, выход которого соединен с первыми входамиблока отбора событий, генераторасинхросигналов, ОЗу, усилителей-формирователей, регистра адреса, входданных ОЗУ соединен с выходами соответствующих усилителей-форьирователей,ки ОЗУ соединен с первым входом ИЛИ-НЕ, выход которой поступает на счетный вход регистра адреса, выход блока признаков события подключен к второму входу блока управления, к выходу которого подключен первый 5 вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, а триггерный сигнал с выхода блока отбора события поступает на четвертые входы блока признаков события и блока поиска адреса свобод ной ячейки ОЗУ с произвольной фиксированной задержкой, определяемой быстродействием регистрационных датчиков и электронной аппаратуры блока отбора событий, на Х периодов относительно синхроимпульсов генератора.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 управления, ОЗУ 2, генератор 3 синхросигналов, блок 4 признаков события, блок 5 отбора событий, усилители- формирователя б, элемент 7 задержки, блок 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, пропорциональные камеры 9, 25 регистр 10 адреса и схему ИЛИ-НЕ 11.Блок признаков события. служит для определения и хранения идентификационных параметров и характеристик каждого полезного события. Он содер жит счетчик номера синхроимпульса ЙС, счетчик номера события йт, регйстр набора событий й, память для хранения признаков в йс, которое берется с выхода соответствующего счет чика и адреса Ат хранения полезного события в ОЗУ, поступающего с выхода элемента задержки. Конкретные системы при необходимости могут дополняться и другими признаками.Блок поиска адреса свободной40 ячейки ОЗУ осуществляет маскирование адреса ячейки памяти ОЗУ, в ко-. торую записано полезное событие, с последующей блокировкой выдачи его в систему и нахождение адреса сво бодной ячейки ОЗУ для записи в нееновой информации, Блок содержит регистр маски адреса К, А для записи в него признака хранения в ОЗУ полезного события по любому адресу, логи ку формирования управляющего импульса, логику определения окончания набора полезной статистики и считывания признаков.Схема ИЛИ-НЕ пропускает на счетный 55 вход регистра адреса синхроимпульсы генератора или управляющие импульсы блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ.Работа всего устройства синхронизируется тактовыми импульсами генератора 3, который имеет вход для внешней синхронизации, что позволяет, в случае работы на ускорителе с банчированной структурой использовать в качестве тактовых .сигналы каждого 65 банча. Перед началом работы с выходд блока 1. управления на первые входы блоков 2-6, 8 и 10 поступает слржеб" ная и управляющая информация, устанавливающая их в исходное состояние. Блоку усилителей-формирователей б задается порог дискриминации для сигналов с пропорциональных камер 9. Генератору 3 синхросигналов задается режим внутренней или внешней синхронизации.Электроника блока 5 отбора событий . устанавливается в исходное состояние, регистр 10 адреса и регистр маски адреса полезного события йм в блоке 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ обнуляются. Счетчик номера события в блоке 4 признаков сбрасывается в ноль, в счетчик номера синхроимпульса йс заносится двоичный код задержки триггерного сигнала блока 5 отбора событий относительно синхрО- импульсов генератора. Задержка предварительно измеряется и должна составлять величину кратную длительности периода синхроимпульсов. В случае не выполнения этого требования в блоке отбора осуществляется искусственное .согласование задержки, для чего на блок отбора поступают синхросигналы генератора. Двоичный код задержки й определяется выражением й з = 2 - , где п - разрядность счетчика Мс; Е - число периодов задержки. В регистр набора событий йн заносится код числа набираемой ста " тистики. Затем выделяется команда на разрешение работы генератора 3 синхросигналов, после чего вся инфррмация с усилителей-формирователей б, которые формируют сигнал от сработавших проволочек пропорциональных камер 9, записывается в ОЗУ. 2. Адрес ячейки записываемой информации определяется содержимым регистра 10 адреса, которое одновременно поступает на вход элемента задержки 7 и пятый вход блока 8 поиска адреса свободной ячейки ОЗУ.В случае записи в ОЗУ полезного события блок отбора событий с задержкой на К периодов относительно синхроимпульсов генератора вырабатывает триггерный сигнал. Этот сигнал с выхода блока отбора событий поступает на четвертые входы блока признаков события и блока поиска адреса свободной ячейки. В блоке признаков события он записывает в память признаков содержимое счетчика Юс и адрес А хранения данного события в ОЗУ, который поступает с выхода элемента задержки на третий вход блока признаков события. Запись признаков Мс и А , а при необходимости и других, осуществляется по адресу, определяемому содержимым счетчика номера события М . Так как появление триг,герного сигнала задерживается наВсана в ОЗУ. Номер события считывается со счетчика й, признаки Ат и йс - из памяти признаков, Далее в регистр адреса заносится адрес события А и считывается информация из ОЗУ. Для считывания информации.о следующем событии содержимое счетчика номера событий уменьшается на единицу и выполняется описанная процедура. Сигнал уменьшения на единицу счетчика М поступает с выхода блока управления. Окончание считывания признаков определяются по нулевому содержанию счетчика номера событий, При этом блок признаков события формирует сигнал "Конец передачи признаков", который с выхода блока поступает на второй вход блока управления. Блок управления при наличии сигнала "Ко" нец передачи признаков" считывает информацию из ОЗУ и блокирует сигнал уменьшения на единицу счетчика номера события. По окончании считывания информации блоки устройства вновь устанавливаются в исходное состояние и его работа может быть продолжена, Так как заделка триггерного сигнала составляет 1 с периодов, в памяти ОЗУ емкостью М слов можно накапливать и хранить максимум М-Ф полезных событий. Исходя из этих ограничений., величина набираемой статистики не должна превышать указанного значения. Эффективностьиспользования ОЗУ,йля хранения полезной информации определяется выражением : З.:ф :ММТч- 1 -- ; В случае использования ОЗУ большои емкости Х и высокого быстродействия блока отбора событий 1 Й(с К 1 эффективность использования ОЗУ близка к 100. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить эффективность регистрации полезных событий в 10-12 раз благодаря достигнутой воэможности регистрации входной информации с параллельным отбором и накоплением только полезных событий; существенно сократить время непроизводительной работы пучка ускорителя для набора полезной ста" тистики; с высокой точностью получать информацию о временном распределении полезных событий. периодов относительно синхроимпуль=сов, элемент задержки на это же время должен задерживать содержимоерегистра адреса, по которому ранееданное событие было записано в ОЗУ.Одновременно триггерный сигнал заносит в регистр маски адреса полезного события Рщ д признак храненияв ОЗУ по адресу А полезного события.Адрес Ат хранения полезного событияв ОЗУ поступает с выхода элемента 10задержки на третий вход блока поиска адреса свободной ячейки ОЗУ, Позаднему фронту триггерного сигналасодержимое счетчика й увеличиваеттся на единицу и, следовательно, приз 15наки событий будут записаны последовательно. По заднему фронту синхроимпульса содержимое И также увесличивается на единицу, и начинаетсяпоиск адреса свободной ячейки ОЗУдля записи следующего отсчета. Поискосуществляется следующим образом,Если регистр маски адреса полезного события Н не содержит признака хранения полезного события поадрЕсу, определяемому текущим содержимым регистра адреса, поиск оканчивается. В противном случае блокпоиска адреса свободной ячейки ОЗУформирует управляющий импульс, который с выхода блока через схему 30ИЛИ-НЕ поступает на счетный входрегистра адреса и вновь увеличиваетего содержимое на единицу. Такаяпроцедура продолжается до нахождения адреса свободной ячейки. Когда 35содержимое счетчика номера событияИ будет равно величине набираемойстатистики, задаваемой в регистр йот блока управления, блок признаковсобытия формирует сигнал "Окончаниенабора статистики". Этот сигнал свыхода блока признаков события поступает на второй вход блока управления и вызывает запрос на передачунакопленной информации. В ответ наэтот сигнал блок управления выдаетгенератору синхросигналов командузапрета работы и начинает считывание информации,В начеле считываются признакисобытия; его номер Йадрес Л, хра Онения события в ОЗУ, номер синхроимпульса й, которым событие эапи1055727 ставитель М. Даниловхред М Кузьма Корректор А. Фер Безв едак н одпис Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Филиал Заказ 9228/19 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113055, Москва, Ж, Раушская