Способ формирования спектрометрических импульсов

о) т )н т СССРОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТЕУ ВТОРСНОМУ С СССР975 ТРОМБ(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕК ТРИЧЕСКИХ ИЮТУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике а именнок способам формирования (обработки )входных спектрометрических импульсовс детекторов иониэируецего излученияпозволяющим при измерении интенсивности учесть число наловенных импуль сов при высокой загрузке канала регистрации. Целью изобретения являетсяповышение загрузочной способности канала регистрации. Обработку входногосигнала ведут го двум каналам с разными (верхним и нижним) уровнямидискриминации, иэ которых зачем поопределенной логике формируют выходные импульсы. По нижнему уровню дискриминации формируют одиночные импульсы, и количество нвлоюенных импульсов формируют по числу преышенийверхнего уровчя дяскриминвции, величина которого составляет 1,6 от номинально. о уровня входного сигнала.Изобретение позволяет получить линейную и .редаточную характеристикуформирователя с погрешностью не более 23 до значения входной загрузкиО имп/с.з.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к зспериментальиой ядерной Физике, а именно к спосабай формирования 1,обрабаткел входных спектрометрических импульсаь5 с детекторов ианиэирующегс излучения при высокой загрузке, позволяющим при измерении интенсивности канала регистрации учесть число налаженных импульсов. 60Целью изобретения является повышение загрузочной способности канала регистрации.На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2 - эпюры напряжений в характерных точках устройства; на Фиг.З - передаточная характеристика устройства.Предлагаемый способ осуществляет ся следующим образом.Определяют момент превышения фронта входного импульса нижнего и верхнего уровней дискриминации, Формируют короткий импульс из выходного сиг-,25 нала дискриминатора нижнего уравня; - задерживают его, причем формирование укаэанного короткого импульса и его задержку осуществляют на длительность равную половине длительности фронта 30 импульса, формируют,дополнительные короткие импульсы из выходного сигнала дискриминатора верхнего уровня при совпадении во времени задержанного короткого импульса и даполнитель ного короткого импульса, формируют, один выходной импчльс при отсутствии совпадения задержанного короткого импульса и дополнительных коротких импульсов формируют дополнительные выходные импульсы по числу дополнигельных коротких импульсов. Кроме того, верхний уровень дискриминации устанавливают равным 1,6номинального (среднего) значенияамплитуды входного сигнала,Устройство для реализации способа содержит датчикионизирующегоизлучения, спектраметрический усилитель 2 источник 3 опорного сигнала,5 Оделитель 4 компарвторы 5 и 6 верхнего и нижнего уровней, формирователь7 дополнительного короткого импульса 7 формирователь 8 импульса дли 955тельностью в половину длительности Фронта входного импульса,пинию 9 задержки, логический элементИЛИ 1 О, и выходной Формирователь 11. Ца фиг,2 в точках 12-9 показаныэпюря напряжений.Ус т ройс тв о работает следующимобразом,При частоте загрузки менее 1 О имп/с вероятность наложения импульса/длительностью, равной рьн 20 нсмала и составляет 0,006. При этомформирование выходных импульсов производится следующим обраэом.Известно, чта амплитуда выходныхсигналов с датчика ионизирующего излучения является случайной величинойс распределением по нормальному закону. Поэтому на выходе усилителя 2могуг быть импульсы как с малой амплитудой меньше А (эпюра 12 первыйсигнал), так и с: амплитудой большеА (втарай сигнал), При сигнале самйлитудой меньше А отсутствуетвыходной сигнал с компврвтора верхнего уровня (эпюра 3, задающеговерхний уровень дискриминации Цееер еПри превышении нижнего уровня дискриминации И, компаратор 6 нижнегоуровня формирует сигнал высокогоуровня (эпюра 14), который поступа -ет на вход формирователя 8, При этомна вьеходе Формирователя 7 дополни"тельного караткага импульса выходной сигнал отсутствует (эпюра 15).На выходе Формирователя 8 Формируется импульс длительностью в половинудгительности фронта входного сигнала (эпюра 16), равного реально ЗО нс,который поступает на линию 9 задержки. Импульс длительностью 15 нс задерживается на 5 нс (эпюра 17) ипоступает на второй вход логическогоэлемента ИЛИ 10.Ба выходе элемента 10 формируетсясигнал высокого уровня (эпюра 18),который поступает на вход формировв"еля 11, На выходе формирователяформируется один короткий импульс(зпюра 19) . Если входной сигналпревьппает верхний уровень дискриминации Б1,6 А то в моментпревьппенйя кампаратор 5 Формируетсигнал высокого уровня (зпюра 14),который поступает на вход Формиро"вателя 7. Формирователь 7 формируетдополнительный короткийимпульс(эпюра 15 ), который поступает нвпервый вход элемента ИЛИ, На второмвходе элемента ИЛИ также сигнал высокого уровня, который поступает с цепочкии-компаратор 6, Формирователь 8030 4 10 15 20 25 30 35 40 45 з 40 и линия 9 задержки. Наложение импульсов обеспечивается тем, что импульс длительностью 5 нс задерживается на 15 нс и его фронт опережает момент перехода фронта большинства входных импульсов через верхний уровень дискриминации а спад этого импульса не выходит за начало спада входного импульса. Таким образом, обеспечивается минимальное время обработки входного сигнала, т.е, сокращается "мертвое" время, что и позволяет повысить уровень эагруэки, так как вероятность наложения сигналов даже лри загрузке 1 О имп/с эа 30 нс мала. Логический элемент ИЛИ формирует сигнал высокого уровня (эпюра 18), который гступает на вход Формирователя 11. Формирователь 11 формирует на входе один короткий импульс (эпюра 19) .При спаде импульса компараторы еерхнего и нижнего уровней дискриминации Формируют сигналы низкого уровня, т.е. на выходе устройства Формируется импульс определенной длительности и амплитуды йри поступлении одиночного входного импульса, макси" мальная амплитуда которого является случайной величиной;При частоте загрузки 10 имп/с с Пуассоновским законом распределения периода загрузки вероятностЬ появления двух, трех и четырех кратных наложений импульсов возрастает и сос. гавляет 0,91.Выделение наложенных импульсов (третий импульс фиг,2 эпюра 12) производится следующим образом.В момент превышения амплитуды импульса нижнего уровня дискриминации компаратор 6 формирует сигнал высокого уровня (эпюра 14), который поступает, пройдя череэ формирова" тель 8 (эпюра 16) и линию 9 задержки (эпюра 17), на второй вход логическогс элемента ИЛИ 1 О и на выходе устройства 11 формируется короткий импульс (эпиры 18 и 9) . При превышении наложенного сигнала верхнего уровня дискриминации компаратор 5 формирует сигнал высокого уровня (эпюра 13) . На выходе формирователя 7 формируется ;ороткий импульс (эпю" ра 15), который проходит через элемент 10 (эпюра 18) и поступает на, вход формирователя . На выходе 4 зрмирователяФормируется короткий импульс (эпюра 19), Так как пе"риод между моментом превышения сигнала нижнего уровня дискриминации имоментом превышения его верхнего уровня дискриминации больше времени Задержки, то на два наложенных импуль"са формируется два импульса на выходе устройства. Аналогично формируют"ся импульсы на выходе при трех и че"тырех кратных наложениях,Передаточная характеристика первого канала, состоящего из компаратора б, формирователя 8, линии 9 эадерж. ки, логического элемента 10 и Формирователя 1 приведена на Фиг.3 (линия 20), а передаточная характеристи" ка второго канала состоящего из компаратора 5, формирователя 7, логического элемента 10 и формирователя 11 (линия 21) .Как показали теоретические расчеты при уровне дискриминации, равном 1,б А с получается линейная зависимость (линия 22) с погрешностью не более 2 Х при частоте загрузки до (9-10) х 10 ь имп. /с.Экспериментальные исследования подтвердили правильность приведенных выше теоретических результатов,Таким образом, предлагаемый способ и устройство формирования спектромет" рических сигналов позволяют расши" рить загрузочную способность всего канала измерения интенсивности регист. рируемого потока до 10 имп/с.тВ сравнении с известными техническими решениями устройство позволяет расширить динамический диапазон устройств измерения регистрируемого нейтронного) потока, применяемых на атомных энергетических установках, на две декады, что позволяет создать широкодиапаэонный канал контроля во всем динамическом диапазоне измерения мощности реактора. Формула изобретения 1,Способ формирования спектрометрических икпульсов, включающий определечие момента превышения фронта входного импульса нижнего н верхнего уровней дискриминации, формирование короткого импульса иэ выходного сиг нала дискриминатора нижнего уровня, задержку его, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения5 1 ОГУЗО 6 загрузочной способности канала Фор- импульс при отсутствии совпадения мированне указанного короткого импуль- задержанного короткого импульса и са и его задержку осуществляют на дополнительных коротких импульсов длительности, равной половине длитель- Формируют дополнительчые выходные ности Фронта импульса Формирую с до- " импульсы по числу дополнительных кои олнит ель ные ко роткие имп ульс ы иэ ротких импульсов, выходного сигнала дискриминатора 2. Способ по и.1, о т л и ч а юверхнего уровня, при совпадении во щ и Л с я тем, что верхний уровень времени задержанного короткого им дискриминации устанавливают равным пульса и дополнительного короткого 16 номинального значения амплитуды импульса, Формируют один выходной входного сигналя.оставитель М.Данилоехред М.Ходанич Г.Рещетиик Корр Редактор Т.Горя аказ 4334 Тираж 35 11303 эводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ИИПИ Государственного к делам изобретений и Москва, Ж, Раушск Подписнмитета СССРткрытийя наб., д.