Устройство регистрации информации с координатной камеры

. (5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН.К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ рных исслеССР983.РАЦИОЙ КА ИН- ЕРЫ экспери жет пр регистр етения ен- ме- ции Изобрете тальной ядер менено в эле ядерного иэл ющих годоско ние отн ой физи тронны чения и пически сится к зксперименс и может быть присхемах регистрации в других регистрирусистемах.(71) Объединенный институт яддований(57) Изобретение относится ктальной ядерной физике и м.няться в электронных схемахядерного излучения. Цель изобрЦель изобретения - повышение точности путем подсчета количества зарегистрированных частиц независимо от количества сработавщих датчикоч и увеличение быстродействия.На фиг.1 приведена структурная схема устройства регистрации информации с координатной камеры; на фиг.2 - структурная схема асинхронного преобразования и задержки кода,Структурная схема устройства для случая, когда число входов п = 256. Входы пронумерованы.от 0 до 255. Здесь приняты следующие обозначения: входы 1 о, устройства, и входных усилителей, и-разрядный регистр, содержащий и триггеров вышение точности путем подсчета количества зарегистрированных частиц независимо от количества сработавших датчиков и увеличение быстродействия. В устройство введены блок выделения краев кластеров .и блок запоминания числа зарегистрированных частиц в детекторе, Указанные блоки содержат группу элементов И и счетчик с установкой. Включение группы элементов И позволяет регистрировать только количество частиц, зарегистрированных в детекторе. Использование счетчика с установкой создает возможность останавливать работу устройства в момент регистрации напередзаданного количества частиц. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 20-2255, разделенный на й групп по /и триггеров в группе, +1 элементов ИЛИ 30-316, блок 4 асинхронного преобразования и задержки кода, запоминающее устройство 5, первый 6 и второй 7 управляющие входы блока асйнхронного преобразования и задержки кода, информационные выходы 8, первый 9 и второй 10 управляющие выходы блока асинхронного преобразования и задержки кода, третий управляющий вход 11 устройства (управляющий вход стробирования блока записи), группа из Й управляющих выходов 12 о- -1215 блока асинхронного преобразования и задержка кода, блок выделения краев кластеров, состоящий из и элементов И 13 о, блок 14 запоминания числа зарегистрированных частиц в детекторе, состоящий иэ счетчика,15 с установкой, группы стробируемых элементов И 16, входов 17, выходов 18 и управляющего выхода 19блока 14 запоминания числа зарегистрированных частиц в детекторе,Входы и-входных усилителей подключены к нитям координатного детектора, а выходы соединены с первыми управляющими входами соответствующих триггеров (20- 2255) п-разрядного регистра. Прямой выход первого триггера 2,0 подключен непосредственно к входу блока 4, а инверсный выход этого же триггера соединен с первым вхо дом первого элемента И 13 о, входящего в блок выделения краев кластеров, Второй вход первого элемента И 130 подключен к прямому выходу второго триггера 201 и т.д.Первый вход элемента И 13255 соединен с прямым выходом триггера 2255, а его второй вход в данном случае остается свободным.Выходы и элементов И 1300-13255 подключены к входам первой группы из п входов блока 4 и к соответствующим им входам элементов ИЛИ. Зо - 315, выходы которых подключены к второй группе из /П входов блока 4 асинхронного преобразования и задержки кода и к входам элемента ИЛИ 316, Выход элемента ИЛИ 316 соединен с первыми управляющими входами и триггеров и- разрядного регистра на фиг,1 показано одной связью на каждую группу), Если хотя бы на одном из и триггеров и-разрядного регистра содержится информация, то на выходе элемента ИЛИ 316 вырабатывается сигнал, запрещающий занесение данных на п-разрядный регистр. На второй управляющий вход 7 подается сигнал сброса блока 4 и 14 в исходное состояние (от внешних устройств), На первый управляющий вход 6 подается сигнал "Пуск" с выхода элемента ИЛИ 316. Информационные выходы 8 блоков 4 и 14 соединены с информационными входами запоминающего устройства.5, На первом управляющем выходе 9 вырабатываются синхроимпульсы, необходимые для записи данных в запоминающее устройство, На втором управляющем выходе 10 вырабатывается сигнал конца преобразования.Он соединен со счетным входом счетчика 15 с установкой. На третий управляющий вход 11 подается сигнал медленного строба (строб от внешних устройств), что позволяет записывать в запоминающее устройство только полезные события. Группа из Й управляющих выходов 120 - 1215 подключена соответственно к вторым управляющим входам /й групп триггеров и-разрядного регистра (ко всем триггерам в группе), Число выходов в группе соответствует числу групп триггеров. Далее входы 17 блока 14 подключены к внешнему устройству, например к ЗВМ, с помощью которой на счетчик 15 предварительно заносится двоичный код, на выходах 18 формируется код, соответствующий числу зарегистрированных частиц в многоканальном детекторе. На управляю щем выходе 19 счетчика с установкой вырабатывается сигнал переполнения счетчика 15 с установкой, который соответствует числу частиц, которые необходимо зарегистрировать по условию эксперимента. Выходы 10 счетчика 15 с установкой подключены к первым входам стробируемых элеметов И 16, выходы 18 которых подключены к входам запоминающего устройства 5.Вначале рассмотрим работуустройства по 15 структурной схеме, изображенной на фиг.1. Висходном состоянии все /и триггеров 200-2255 и -разрядного регистра установлены на "0" сигналами "Сброс", которые поступают из блока 4 с lй управляющих выходов 12 о. С20 выхода элемета ИЛИ 316 на первые управляющие входы и тригеров и-разрядного регистра подается разрешающий уровень напряжения, Импульсы от нитей координатной камеры после усиления и формирова ния поступают на информационные входытриггеров входного и-разрядного регистра, Для простоты положим, что сигналы поступали от первой и второй нити, что соответствует двойному кластеру. Практически это 30 значит, что от одной частицы сработали двесоседние проволоки, В этом случае сигнал с прямого выхода первого триггера 20 поступает на вход блока 4, В ту же время первый элемет И 130 и второй И элемент 131 закры ты в силу перекрестных связей их входов свыходами первого и второго триггеров 2 оо - 2 о 1. В результате на вход блока 4 сигнал от второй нити не поступает. Одновремено импульсом с выхода первого элемета 40 ИЛИ Зо блокируется занесение данных навходной п-разрядный регистр на время преобразования данных. Кроме того, импульс с выхода первого элемента ИЛИ Зо поступает на вход блока 4, в котором по сигналу "Пуск" 45 на первом управляющем входе 6 происходит преобразование унитарного кода в обыкновенный двоичный код, который поступает на информационные входы запоминающего устройства 5, Одновременно на, 50 первом управляющем выходе 9 вырабатывается синхроимпульс, с помощью которого двоичный код записывается в запоминающее устройство, Причем запись происходит лишь в том случае, если синхроимпульс сов падает с импульсом медленного строба, который поступает на третий управляющий вход 11 от решающего внешнего устройства, которое определяет полезность регистрируемого события. Кроме того, сигнал спервого управляющего выхода 9 поступаетна вход блока 14, на счетчик 15, в которомфиксируются информации о том, что в детекторе зарегистрирована только одна частица, Далее импульсом с управляющего 5выхода 12 о, первый и второй триггеры сбрасываются на 0 .Если бй сигналы от детектора поступили на две проволочки, не расположенныерядом, и в разных группах, то сброс на "0",10этих триггеров происходил бы в разные моменты времени по сигналам с управляющихвыходов 12 о,На фиг.2 приведена структурная схемаблока 4 асинхронного преобразования и задержки.кода для случая, когда число входовп = 256, Здесь приняты следующие обозначения: группа мультиплексоров 200-201 Б,входы 21 о - 21 ю первого приоритетногошифратора (вторая группа из 16 входов), 20первый приоритетный шифратор 22, дешифратор 23, элементы И первой группы240 - 241 Б, элементы И второй группы 25 о 251, первая группа элементов ИЛИ 26,о-261 ь, вторая группа элементов ИЛИ 25270-2715, триггеры 280 - 281 Б и-разрядногорегистра, второй приоритетный шифраторо 29, первый 30 и второй 31 элементы И, одновибратор 32, группы из /й элементовЗЗо - 3318;задержки, первый 34, второй 35, 30третий 36, четвертый 37 элементы задержки, информационные выходы 38 старшихразрядов, группа управляющих входов 3942 (адресных) мультиплексоров, первый управляющий выход 43 первого 35приоритетного шифратора, общий управляющий вход 44 мультиплексоров 20 о,первый управляющий выход 45 второго приоритетного шифратора, управляющий вход46 второго приоритетного шифратора, выходы 47 младших разрядов координат, второй управляющий выход 48 второгоприоритетного шифратора.Устройство работает следующим образом. 45Для простоты изложения рассмотримслучай, когда сработали восемнадцатая итридцать четвертая нити детектора, что соответствует двоичным кодам 00010010 и00100010. Допустим, что наряду с 18-й 50нитью сработали еще 20-я и 19-я нити, Аналогично, наряду с 34-й нитью сработала ещеи 35-я нить, что соответствует двоичным ко.дам 00010111 и 00100011, Другими словами, зарегистрирован тройной и двойной 55кластеры. Эти коды с прямых и инверсныхвыходов триггеров и-разрядного регистрапоступают на входы блока выделения краевкластеров, на выходах которого сформируются коды 00010100 и 00100010. Далее эти коды поступают на соответствующие входы мультиплексоров 20 о - 201 Б блока 4 и с выходов элементов ИЛИ 31 и 32 поступают на входы 214 и 212 первого приоритетного шифратора 22. В стандартном исполнении приоритетный шифратор, помимо информационных входов-выходов, имеет также управляющий вход, на который попадает сигнал "Пуск" и два управляющих выхода. На первом из них в течение времени преобразования данных вырабатывается импульс соответствующей ширины. На втором управляющем выходе импульс вырабатывается всякий раз, когда на его входах устанавливается код, соответствующий нулю. После поступления сигнала "Пуск" на первый управляющий вход 6 блока асинхронного преобразования и задержки кода на выходах 38 формируется код 0001, который соответствует двоичному номеру группы нитей, в которой имеется хотя бы одна сработавшая нить, Этот код поступает на выходы устройства в качестве старших разрядов координаты сработавшей нити и на группу управляющих (адресные) входов 39- 42 группы мультиплексоров 20 о. Одновременно с первого управляющего выхода 43 первого приоритетного шифратора 22 вырабатывается импульс, который запускает одновибратор 32, сигнал с выхода которого поступает на общий управляющий вход 44 мультиплексоров 20 о. В результате триггер 281 устанавливается на единицу импульсом, поступающим с выхода мультиплексора 201.Кроме того, импульс с первого управляющего выхода 43 через элемент 34 задержки поступает на вход первого элемента И 30, который открыт по второму входу разрешающим уровнем, поступающим с первого управля ю щего выхода 45 второго приоритетного шифратора 29 через элемент задержки. Импульсом с выхода первого элемента И 30 разрешается работа второго приоритетного шифратора (управляющий вход 46) и на его выходах 47 формируется двоичный код 0001, который совместно с кодом, сформированным на информационных вь 1 ходах 38, образует двоичный код номера сработавшей нити 000100102 = 18 ю.Одновременно на первом управляющем выходе 45 второго приоритетного шифратора уровень меняется на противоположный и на первом управляющем выходе 9 блока 4 формируется импульс, который сопровождает код координаты в качестве синхроимпульса. Одновременно этот же импульс поступает на счетный вход счетчика 15 с установкой. После преобразования очередной координаты содержимоесчетчика увеличива 81 ся нв единицу, Импульсом конца преобразования, поступающим с ВтороГо управляющеГО ВыхоДВ 10 блока 4 асинхронноГо управления и задержки кода, содержлмое счетчика 15 стробируется, и на выходах 18 блока 14 получается , двоичный код, равный числу частиц, зарегистрированных В д 8 текторе, Зтот код посту пает на входь запоминаюшего устройства 5, ГД 8 хранЯтсЯ также кодь коорДинат. Т 13 иггер 28,1 п-разрядного регис гра находится в состоянли е.диница, поэтому импульс про ходит элемент И 24,1 первой группы, проходит первую группу элементов ИЛИ и устанавливает на 0" триггер 281, Изменение состояния триггера 281 происходит с задержкой на величину задержки элементагруппы 1/и элементов задержки 33 о, поэтому импульс, поступающий с выхода элемента И второй группы 250, дальше по цепи не проходит. Поскольку все триггерь, установлены в "О", то на втором уп 1 эавляюьцем выходе 48 второго приоритетного шифратора 29 вырабатывается импульс, которьй через элемент 37 задержки поступает на вход второго элемента И 31, На втором входе этоГО элемента подд 8 рживается разрешающий уровень, поступающий с первого управляющего выхода 43 первого приоритетного шифратора, С выхода второго элемента И 31 импульс поступает на управляющий Вход дешифратора 23, на выходе группы из чп управляющих выходов 12.1 которого вырабатывается импульс, с помощью которого устанавливаотся в "О" триггеры первой группы входного регистра, Сигнал "Пуск" на первом управляющем входе 6 присутствует все время, пока иде 1 регистрация всех координат одного собь,тия, Поэтому после установки и "О" триггеров первой группы на информационных выходах 38 формируется код 0010, соответствующий наличию единицы,во второй группе триггеров входного регистра, Этот код поступает также на группу управля,ощих входов 39 - 42 мультиплексоров,Несколько ранее после установки в "О" триггера 281 на втором уг.равляющим выходе 48 второго приоритетного шифратора 29 вырабатывается импульс, который через элемент 37 задержки поступает нз уп равляющий вход одновибратор;: 32,В результате сигнал на выходе одновибратора модулируется по амплитуде и фронтом этого сигнала, поступшогцего на общий управляющий вход 44 мультиплексоров 20 ою,на триггер 282 заносится единица, За счет задержки на элементе 36 на управляющем входе 46 второго приоритетного1 О шифратора продолжает оставаться разрешающий уровень и на выходах 47 младших разрядов координат формируется код 0100,который совместно с кодом 0010 образуеткод 001001002=341 оследующейсработавшей,.нити. Одновременно на первом управляющем выходе 45 второго приоритетного шифратора изменяется уровень напряжения и на первом управляющем выходе 9 блока 4 формируется импульс, который прохсрлтэлементы И второй группы 250 - 251 и 242,элемент ИЛИ .62 и устанавливает в 0 триггер 282, Аналогично описанному на выходевторого элемента И 31 формируется им 15 пульс, который разрешает работу дешифратора 23, на выходе которого 1 группа ИЭПуправляющих выходов 122 блока 4) формируется имг 1 ульс, с помощью которого устанавливается в "О" вторая группа триггеров20 входного регистра, В результате на второмуправляющем выходе 48 второго приоритетного шифратора 29 вырабатывается импульс "Конец регистрацли координатодного события",25 Одновременно снимается разрешающий уровень на первом управляющем выходе 43 первого приоритетного шифратора ина первом управляющем входе 6 блока 4,Далее цикл регистрации координат события30 повторяются. На второй управляющий вход7 блока 4 перед началом работы устройстваподается сигнал установки в "О". С помощьюэлемента задержки имеется возможностьплавно регулировать время поступления35 двоичных координат с информационных выходов 38 и выходов 47 на запоминающееустройство, где с помощью сигнала медленного строба происходит регистрация толькокоординат полезных событий,40 С помощью блока выделения краев кластеров выделяются только крайние позициив тех местах, где имеются кластеры, в товремя как одиночные сигналы проходят беэизменений. В результате с помощью блока45 счета числа зарегистрированных частиц вдетекторе в каждом такте преобразованиякоординат подсчитывается не число сработавших датчиков, а число зарегистрированных частиц, В своео очередь, это приводит к,50 увеллчени:о бьстродействия устройства,Формула изобретения1, Устролство регистрации информациис координатной камеры, содержащее ивходных усилителейп-разрядный регистр,55 содсржащий г триггеров, разделенныхнаъй групп триггеров, запоминающее устоойство, содержащее информационныевходы и два управляющих входа: синхронизацли и стробирования, блок асинхронного1612269 ф оставитель Л.Талонинаехред М. Моргентал рректор А,Обруча дактор С.Патрушева Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго арина, 101 Заказ 3829 Тираж 345 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5