Устройство для преобразования электронных потоков

(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 261 277 (21) 2559941/18-25 51)М. Кл 01 т 39/12 соединением заявки Ио Госу арственныи комитеСССРделам изобретенийи .открытий 23) Приорит Опублик о 39) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЭОВУ. П 1 Я ЭЛЕКТРО.ГГ.1 Х ПОТОКОВ Изобретени электронной т пользовано в нике, а также метрии,й,относится к области хники и может быть ислектроизмерительной техв фотометриии и дози 5 Известны преобразователи электронных потоков, используемые в различных электро- и светоизмерительных установках и приборах для преобразования входных потоков в большом динамическом диапазоне, в частности логарифматор Балла-Грехема, Этот логарифматор состоит из фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), система умножения электронов которого подключена к выходам резистивного делителя напряжения, который, в свою очередь, подключен к источнику питания через регулирующи элемент - электронную лампу. Анод фотоумножителя подключен к управляющему электроду электронной лампы.Анодный ток ФЭУ управляет внутренним сопротивлением электронной лампы, вызывая его увеличение при увеличении анодного тока ФЭУ. При этом происходит перераспределение падения напряжения между последовательно включенными регулирующим элементом и делителем напряжения, питающим ФЭУ, Напряжение на резистивном делителе усиков 1 В. В. Кудрявцев танавливаетс я на таком уровне чтО за счет уменьшения ко фициента усиления ФЭУ анодный ток остается приблизительно постоянным, :к 1 е 1 ение падения напряжения на резне .вном делителе напрягния и яв -тс. 11:т:гз.ным сигналом кОтОрый св".зг:-. с в;ОИным пото:Ом НО квазиз 1 Ог:р 1 ф в:."е, 11.;у закону. Для регистр-ции э-, От с: нала регистратор подклю е . лала;:.:. - ,ьно Ое зис тнв 1:,;ч - делит елю нг;-р я,енн;ЬедОс ат 1 ами .тс а,зифмат ра В.лаГрехема являются сложность НО-;стру 1- ции 1 наличие активного регулируктаего элемента-электронной лампы . необхс - димость иметь высоковол," ны, сточник для п 11 Та 1.1 ия ;"стройства., боззьшОе энергопотребление,Если в целях экономии энергии необходимой ппя нагрева катода электронНОй ЛаМПЫ ЗаМЕНИтЬ Са тРаНЯЧСтООНОй схемой, то это приведет к усложнению устрОйства1 понич.:Иню 11 ацеж 1 э .тив то время как мощность,. потребляемая РЕЗИСтИВНЫМ ДЕЛИТЕЛЕМ И ант:,1 ВН 1 М УП - равляющим элементом при прс 1 счд. Ини через них питающего то 1.а, оста нется достаточно большой, так как питающий делитель напряжени. - .ток должен быть в 1 д раз бот;вше, че 11 а.;Одь 1 токпазоне преобразования разными напря - жению на первом каскаде, так как потребление тока на последующих каскадах значительно меньше, чем на первом. Диодно-емкостной умнсжятель напряжения 5 может бьть выполнен как по однополупериоднсй схеме (см. черт,), так и пс днухполупериодной схеме, как со сглаживающими Р. - С Фильтрами в каждом выходном каскаде, так и беэ нях (см. черт,), Так как напряжениячетньх вьхсдных каскадах Гульсируют относительно нулевой шины источника питания с частотой и амплитудой переменного питающего напряжения, то со входом рсгястратсра 6 предпочтительней соединить один из нечетных каскадов которые прясоегянень к системе умножения электронов 3 .ерез последовательно соединенные емкости с нулевс., Вкпй и зтсчника пит-ния 4. величина пульсации на нечетньпг каскадах о В НЕСКОЛЬКО Раэ МЕНЬШЕЗЕ ЧЕМ На ЧЕТНЫХ. Для того, чтобы не нарушать взаимодействие дисдно-емкостногс умножителя 5 и системы умножения электронов 3, величину напряжения на каскаде 25 )диодно-емксстного умножителя напряжения 5 необходимо Регистрировать с помощью вольтметра б с входным сопро-. тивлением большим, чем выходное сопротивление этого каскада Для обес О печения "подсажинания пер:.ОГО каскада диОднО емкОстнОГО умнОжителя напряже ния (емкость С.;) р который обеспечивает отрицательную обратную связь необхОдимо замкнУть цепь этОГО каскадар 35 соединив анод с нулевой шиной источника питания. Ансдный ток электрона- куумнсГО прибора ВызывающийПОД- сажиВание пернОГО каскада дясднО емкостного умножятеля напряжения, в 4 О отличие от прототипа, для индикации величины входного потока не используетсяОчевидно, что чем больше величина выходного сопротивления первого каскада дяоднс-емкостного умно- жителя напряжения, тем с меныяих зна 45 чений начнется роцесс авторегулиронания аноднсгс тока, тем меньше порог логариФмиронания., ЗначееИе выходного сопротивления ограничивается сверху темновымя токами электронакуум ного прибора, Динамический диапазон квазилогаряФмической характеристики предлагаемого пресбразсвател: - состав" ляет 4 порядка и не увеличивается при уменьшения порога логаряФмиро вания, Если ныхсдное сопротивление первого каскада диодно-емкостного умпожителя Напряжения выбрагь достаточно малым, тс градуироночная характерис .ка пресбразонателя сдвинет О ся В стсрсну бс 1 ьших ВХОДных пОтОкОВ и будет сграничрваться предельнсдоус тимьпи ток аГ Злек трон аку много прибора, Для того, чтобы логарифмирования имел место, необходимо, 6 по крайней мере, чтобы сопротивление первого каскада диоднс-емксстного умножителя напряжения было выбрано нз СООТНОШЕНИЯпит.Квых,з прел,:ДЕ ВЫХ. - ВЬЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ1-го каскада диодно-емкостного умножителя напряжения;ЕПит, - напряжение питания электровакуумного прибора;предельный ток этого прибора.Ееляч 1 на Евых. задается частотойперегенного напряжения источника питания 4 .:. елячЕЙОЙ е кости С":ыбОР;3 ети;ин емксстей ДясднОемксстнсго умнсж Етеля напря кения изСОСТНСЙЕЕНИЗ9с 3 р - ПТЕг 1 Ег 1 -" р. рр 1) рГде в . в . Порядковый номер е.кс ти;.х с.-.щ - ;з -Слс;О - козФФяциент вторичной эми ;иидисдсз;обеспечивает наибольшую глубину отрицательной обратной сВязи, а значия наибольшее приближение характеристики преобразования к .ОГаряфмическсй,ОДЙакО ВыбОР Величин емкОстей СзСеОГранячен сверху увеличением Времениустансвленяя ьыходных напряжений накаскадах диодно-емкостного умножятеля напряжения, Это время можно уменьвить, если ;1 ЙтЯРсвать емкости Ст,.С,СОПРстивленипм:%, ПРчем в статиесксм состояния разрядные токи черезСОПРОТЕБ ЕЕ 1": НЕ,ЦОЛЖНЫ пОЛС а -живать вы . Йы касееады цодно- емксст-ого умнсжителя напряженя: - ,Д:л систем у 1.рОженя электронов 3,имеющих рас пределе нные диодын ЕдривМЕР КНдЛЬЙЫЕ ЗЛЕКТРОЙЕ";ЫЕ УМНСЖИТЕ - :г ) елячи еы :-;к с "тези СС . следует выбирать Разя:ЙЕИ.ЛредлагаеЕый преобразователь мож. - : Э БЫПСЛНЕТЬ КЕ К На саЗЕ 4 ОСЭЛЕКТ 1)СЕЙОГО умйсжитегя для преобразованиясветовых потоков), так и на базезлектрсннсгс умнсжятеля для электронных потоков), Система умнсжения электронов 3 мсж т быть ныгслнена н видеотдельных диодов, а также з видеканльнсгс пЙсжетегя электрснсн Нпоследнем случае нессходямы дополнительные за-.", в ; энер.в 1 я на созданиерасп 1 зеделения потенциала в непрерывном делителе Напряжения канала умножения,Для обеспечения стабильности характеристики преобразования источник питания 4 необходимо выпслннть в виде генератора переменного напряжения постоянней амплитуды я частоты. Наибольшее прибтяжение Формы характеристики преобразования к лсгариФмеЧесксй обеспечивается прямоугольной Формой;,"5 ;Эоверки работоспособностиу(.: .)".ст В а и а б а(а эл ек тров де(:"5 е Огопр бора ф)ЗУВыполнен преобразова -ТЕЛЬ С ДИНаМИЧЕСКИМ ДтлапаЭОНО 1 ЛОТ аврифми -. еской характеристики пре Обра -зованиг, 10" . Беличинь емкостей дивно-емкостного умножителя напряжения )(. =-1 пф (:и -- 22 Гф П.=З , 27),Б качес-.ве источника питания 4 ис -пользуют равноплечий мультивибраторС ЧдСТСТОЙт К., Ц т КОТОРЫл СОРДИ НЯЕТся с диод:.о- емкостным умножителем напряженип чеРез трансфоРматоР. .Рс.нсворматор обеспечивает повышение напряжения до 15( Б Быход первого каскада елкост (,.1 ) диодно-емкостногоуМНОжТЕ 1 Я "аПРЯ)КЕНИ я П)РИ С ОЕДт и Я( ТСЯ и ВО:тЬТМЕТРУ С ВХОДНЫМ СОПРОтнв -ла тянем , 00 мЯ 1 Потре блелтте сеоб-"уазователя от источника писания:ВО Всем динамическом диапазоне епревьщает 200 МБт,Б Отли 1 ие От прототипа, В кОтОром используетс отрицательная об -р,.тная :вязь по анодному току, в рлагаемом преобразователе использует -ся также и экспо"енциальная зависимость коэффициента усиления систеМы УМНОЖЕНИЯ ЭЛЕЕ(ТРЗНОВ От НапрлждНИ Я ПИТ сНЛ Я, ЭТО 11 ОЗ ВОЛЯ ЕТ Су)ЦЕСТВЕ НН 0 рд СШИРИТЬ ДИ Н аМИЧЕСГИй тиа ПсЗОН ПРЕОбраэОВаНИЯ ПО КваЗИЛОГар:1(04(вческому закону: - 11., дс 4-н пэ"ядЛ Ков)10) ПРИ СОХрд НЭННИ лдттОтО ЭНЕР -гопотребленияПрименение предлагаемогс устройст-.Ва ОСОбЕННО цЕЛЕСООбразНО В т;ОэМЕтрах инте нсиметрах и других ус тес йст"Вах для измерения потоков частил Вболыом Динстмическо Диапазоне, пл.таемых о автономных источников тока,ГО СРадНЕНИЮ С ИЭВЕСтНЬМЛЛ ЛОГаР;тВматОРами В которех пита.ни(" системыумножения электронов осуществляется-.:е умены,ается примерно В 100 разРдз д-, аттЕТ ТОО ЧГ ВЕ,асКадтно)л (.лСТЕЕ УМНожЕНИЯ ЭЛЕ:(ТРОнов пс ребление энергии происходиттолькс В последнем каскаде. а на предыдущих каскадах умножения электронов потребляемье токи уменьшают"Япо геометрической прогрессии Враз,где б: 2 - т - коэфвициент вторичной эмиссии в системе умножения электронов; Гв 10 раз эа счет того,. что Врезистивном делителе напряжения ток)протекающий по делителю, должен Воизбежание подсаживания в 10 Раэпревышать анодный ток, Б Редлд.гаемом устройстве отбираемый от первотО КПСК )ла .1 т( С - С(КОСТ НОО УтН.)жЕ ТЕЛ ЯН д;1 Р 5 жЕли Я . ОК (: 0 5311,дтТ ( д Г:Д 5 с10 КОМ ЭЛЕН ТЭсвдУ, лз 01 0 т л т 0 а Рс, -МЕ ТОГО т П(,Сс)жи 1 ПЯИЕ ЭТ 01" 0 Кас -Кдда ЯВ.1 ЯЕТ .т Рябо . И 1 Эф ЕКТСМ, БЫбор,), ЛЕЕ а И, лот);01,(;1 а т,;)-аифми 1)С.В ааи 5 Обес т , дает тт а Я тт-тоойст д б(лее и;лексе энергопэтсебление,формула изобретения1. УстройстВО Дпя преобразованиЯ ЭЛЕКТРОННЫХ -.СТОКОВ СОДЕРжа 1 ЯЕЕ ЭЛЕКТРОВа.УумньЙ :.Эибор с днДОМ и с сс(" темой у;.ноженля элекронов, подклюЧЕННой К ИСТОЧНИКУ ПИтанив ЧЕРЕЗ ДИОДНС - емкОС Т НСЙ Улсожител ь На.:)ОЯже Ни я т С Я С11 тТ С, С тт Ел - , 1-Ю; (.Утт ЕС Гэ - с НСЯ .Р 0 С Г) р а Э С В а Н 1 Л Я В ). ,1.) )О .:Г . а Л а П О К В с 3 И.1 Сс. РИ ф11) = Е С : О"У 3 д К : - . У В Р аС :1 И РЕ Н Н 0 л. Д т 1 Н д л ИЕ С К 0 с. ДтЛ а: а 3 О Л Е ОД И Н ИЗ ВЫХОД НЬ Х:-(аСК д.5 ОВ ДИ ОДНО - ЕМКОС т Ного умножите;я иапря)кения соединен сс входом регистратора гальвд.нически. а аНОТ тСДК) ЮЧЕН К (ГЛЕВ 01( ШНЕ И" ТСЛ - НИКС Ита 1 И 1 тт(Рт)ЙСгвд .,2- Ус .Рой(т;с 1:о -,1. о т л и ч аЮ Щ (д т С Я ГтЕ ., тГС. С ЦЕЛ (ЛУЛ -шениЯ фоРМЫ хаа) ак серио-.Ики пРеобРазоВани Я Гртл г,ит т;,с т О", т л(- ГаМЕ тт 4 )ОжЕ -НИ Я ЗЛЕК ;.:ОНОВ В ЭЛИЧИНт ЕМКОСТЕЙ Ди -ОД 10-ЕК(С Г.Л ) "О У Гт; ВСЯ: - : дПРЯжЕ -ния выбрдь Яз с 0(но ен:лйс,и - ном к=-.:кдз диодно-ехост;с НожИТ Е)тя НсаГРялтЕНИЯ- Об 1: - =ислс ка кацов .ГГ - КСЭ:)фЕЦИЕНТ ВтоРичной эмиссииОтдепьногО каскада. системы;лт-ОЭ;Ет.ЛЯЛЕКТРСНОВч УстройсВо по п,1. о т л и ч аю ш ес ; в . тем. что. с ,елью улустте"ния форма харак:=Ри" тт:кл пдеобразова -НИЯ ПРИ лЕПЭЕЫВЬ О С - ;СтЕМЕ УМНОЖЕНИЯЭЛЕКТСОН(В ЯСЛИ: а ЕМКЭСТЕй ДИОДНОемкос тнот с лмтс)1 т:я. Иаряжения ВысдРаны4. Устройство тто п, о т л ич а ю щ е е с я тем, что) с цельюулучшения формы ):арактеристики преОб 1)азов дни я и, точ-:етк питания ДиодноЕМКОСТНОТО . Мтдс(т ЕЯ НаПРЯжЕНИЯ ВЫполнгн в виде :енератора прямоугольНЫ:( ИМПУЛЬСОВ,Кс гоЧНИт(И тлифОРмаЦИИ,принятые во Внимание при экспертизе1, Гартман Б., Бернгард ф. фотоэлектронные умно:"ители. Г Пссэнергоа-ч тат 1(, Г ) с 1 с(2 Па гЕН г "т 1 5. -, а 9,Я а 5(кл 2 э 0-21, Оплблик, 1972 (протот:лп)Составитель Ю. Кутенин:ва ТехредС.Мигай Корре Тираж. 923 Под Государственного комитета С елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб.,