Амплитудный дискриминатор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в э1Й:периментальной физике для амплитудного анализа импульсов и измерения энергетических спектров от рентгеновского и гамма-источников излучения с помощью многоканальных и многомерных анализаторов. Целью изобретения является увеличение стабильности порога дискриминации за счет уменьшения влияния дестабилизирующих факторов. Для достижения поставленной цели в устройство введены источник 16 опорного напряжения, дифференцит альный усилитель 17, разделительные резисторы 18,19 и образованы новые функциональные связи. Вновь созданная .в данном амплитудном дискриминаторе отрицательная обратная связь уменьшает дестабилизирующее воздействие. По постоянной составляющей порог дискриминации устройства более стабилен . При К 30-50 стабильность порога дискриминации увеличена более чём в 10 раз. Чтобы по переменной (импульсной) составляющей исключить действие отрицательной обратной связи , в дискриминаторе установлен конденсатор 22. 1 ил. с S (Л ьо со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪ БЛИН (19! (!1);

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

0ОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3965887/24-21 (22) 30.08.85

{46) 23.03.87. Sam. N 11 (71) Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики при Ленинградском политехническом институте им.М.И. Калинина (72) В. В. Георгиев и В. А. Гладьппев (53) 621.374(088.8) (56) Матвеев В. В. и др. Приборы для измерения ионизирующих излучений,—

М.: Атомиздат, 1972, с. 426. (54) АМПЛИТУДНИЙ gHCkPHMHHATOP (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в э((сперимеитальной физике для амплитудного анализа импульсов и измерения энергетических спектров от рентгеновского и гамма-источников излучения с помощью многоканальных и (5D 4 С 05 В 1/01, Н 03 К 5/24 многомерных анализаторов, целью изобретения является увеличение стабильности порога дискриминации за счет уменьшения влияния дестабилизирующих факторов. Для достижения поставленной цели в устройство введены источник

16 опорного напряжения, дифференци-. альный усилитель 17, разделительные резисторы 18, 19 н образованы новые функциональные связи. Вновь созданная в данном амплитудном дискриминаторе отрицательная обратйая связь уменьшает дестабилизирующее воздействие.

По постоянной составляющей порог дискриминации устройства более стабилен. При К 30-50 стабильность порога дискриминации увеличена более чем в 10 раз. Чтобы по переменной (импульсной) составляющей исключить действие отрицательной обратной связи, в дискриминаторе установлен конденсатор 22. 1 ил.

1298

709 2 входная шина !4 подключена через дополнительный резистор 20 к шине нулевого потенциала, параллельно резистору 7 связи подключен первый конденсатор 21, а первый вход дифференциального усилителя 17 подключен через второй конденсатор 22 к шине нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в экспериментальной физике для амплитудного анализа импульсов и измерения энергетических спектров от рентгеновского и гамма-источников излучения с помощью многоканальных и многомерных анализаторов, Цель изобретения — увеличение стабильности порога дискриминации за счет уменьшения влияния дестабилизиРующих факторов

На чертеже представлена функциональная схема амплитудного дискриминатора. !

Дискриминатор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы, у которых соединены между собой эмиттеры первого и второго и коллектор третьего транзисторов 1-3, первый 4 и второй 5 резисторы нагрузки, первые выводы которых подключены к первому источнику 6 питания, а вторые, к коллекторам первого 1 и второго 2 транзисторов соответственно, резистор 7 связи, включенный между коллектором первого 1 и базой второго 2 транзисторов, подборный резистор 8, первый вывод которого соединен с базой второго транзистора 2, а второй вывод подключен к второму источнику 9 питания, первыи задающий резистор 10, включенный между эмиттером третьего транзистора 3 и вторым источником 9 питания, второй задающий резистор ll, первый вывод которого подключен к первому источнику 6 питания, а второй соединен с базой третьего транзистора 3 и с первым выводом третье40 го задающего резистора 12, второй вывод которого через диод 13 подключен к второму источнику 9 питания, входную шину 14 дискриминатора, соединенную с базой первого транзистора 1

45 выходную шину 15, подключенную к коллектору второго транзистора 2, дополнительно введены источник 16 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 17 н первый 18 и второй 19 разделительные резисторы, причем первый

50 вход дифференциального усилителя 17 .подключен через первый разделительный резистор 18 к базе второго транзистора 2, второй вход подключен че55 рез второй разделительный резистор

19 к источнику !6 опорного напряжения, а выход соединен с эмиттером третьего транзистора 3, при этом с

На базу первого транзистора 1 поступают импульсы напряжения отрицательной полярности. Если выходной потенциал (постоянный) предыдущего каскада (усилителя) отличен от нуля, то его подключают к входу дискриминатора через конденсатор, при этом база первого транзистора 1 соединяется через дополнительный резистор

20 к нине нулевого потенциала (пунктирная линия)„ В исхоцном состоянии выбирают номиналы элементов (сопротивления резисторов 4, 7 и 8, ток третьего транзистора 3 с помощью резисторов ll и 12 и первого задающего резистора l(f и выходной ток дифференциального усилителя 1 1) дискриминатора и величину напряжения от источника 16 опорного напряжения U такими, что порог дискриминации U равен заданной величине, например U = -0,8 В, причем минус относительно шины нулевого потенциала. База второго транзистора 2 в исходном состоянии находится под отрицательным потенциалом, а база первого транзистора 1 находится под нулевым (близким) потенциалом, поэтому первый транзистор I открыт, а второй транзистор 2 закрыт.

Входной импульс отрицательной полярности первый транзистор закрывает, если его амплитуда достигает значения U„, При этом развивается регенеративный процесс, в результате которого, из-за наличия положительной обратной связи с-коллектора транзистора 1 на базу транзистора 2, транзистор 2 открывается, а транзистор 1 закрывается. Для увеличения быстродействия этого процесса дополнительно подключают параллельно резистору

7 связи конденсатор 21. На коллекторе второго транзистора 2 появляется выходной импульс отрицательной полярности, свидетельствующий о том, что входной импульс (его амплитуда) превьппает порог дискриминатора U . Длительность входного импульса составлягде L

ВНИИПИ Заказ 886/49 Тираж 864

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1..""..98 ет величину, лежашую в диапазоне 0,21,2 мкс, Длительность выходного импульса равна длительности входного импульса. Если амплитуда входного импульса не превьш ает порог дискримина — 5 ции, то регенеративный процесс не развивается и на выходе дискриминатора не появляется импульс нормированный по амплитуде, При изменении потенциала на базе второго транзистора f0

2, например, вследствие воздействия дестабилизирующих факторов, приводящих к увеличению напряжения U„, увеличивается разность напряжений U U„ уменьшается выходной ток дифференци- 15 ального усилителя 17, увеличивается ток третьего транзистора 3, увеличивается ток первого транзистора 1, что приводит к уменьшению напряжения на коллекторе первого транзистора и к 20 уменьшению напряжения на базе второго транзистора 2 U . Таким образом, вновь созданная в предлагаемом амплитудном дискриминаторе отрицательная обратная связь уменьшает дестабилиэи-25 рующее воздействие. Порог дискриминации амплитудного дискриминатора задается выражением:

+ То — с

1 (R,Rü 1 "ь+ 1 ) ° коэффициент усиления дифференциального усилителя 17 с коллекторным выходом (токо- 35 вым выходом);

R„Rb и 1 — сопротивления резисторов

4, 7 и 8 соответственно;

U — величина напряжения источни- 40 о ка 16 опорного напряжения, V — величина напряжения первого с

8 и второго 9 источников питания (для упрощения предполагается, что они имеют рав- 45 ные значения);

I — величина тока третьего трано зистора 3.

Следовательно, по постоянной составляющей порог дискриминации ампли-50 тудного дискриминатора по сравнению с известным более стабилен. При К =

30-50 стабильность порога дискриминации увеличена более чем в 10 раз.

709 4

Чтобы по переменной (импульсной) составляюней исключить действие отрицательно1 . обратной связи, в дискрими-, наторе установлен конденсатор 22.

Этот конденсатор отфильтровывает импу::ьсную составляющую, появлявшуюся при развитии регенеративного процесса в дискриминаторе. о р м у л а и з о б р е т е н и я

Амплитудный дискриминатор, содержаший первый, второй и третий транзисторы, эмиттеры первого и второго и коллектор третьего транзисторов со единены между собой, первый и второй

I резисторы.нагрузки„ первые выводы которых подключены к первому источнику питания, а вторые соответственно, к коллекторам первого и второго транзисторов, резистор связи, включенный между коллектором первого и базой второго транзисторов, резистор, первый вывод которого соединен с базой второго транзистора, а второй вывод подключен к второму источнику питания, первый задающий резистор, включенный между эмиттером третьего транзистора и вторым источником питания, второй задающий резистор, первый вывод которого подключен к первому источнику питания, а второй сое динен с базой третьего транзистора и

| с первым выводом третьего задающего резистора, второй вывод которого через диод подключен к второму источнику питания, входную шину, соединенную с базой первого транзистора, выходную нину, подключенную к коллектору второго транзистора, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения стабильности порога дискриминации, дополнительно введены источник опорного напряжения, дидмЬренциальный усилитель, первый и второй разделительные резисторы, причем первый вход дифференциального усилителя подключен через первый разделительный резистор к базе второго транзистора, второй вход подключен через второй разделительный резистор к источнику опорного напряжения, а выход соединен с эмиттером третьего транзистора.