Счетчик фотонов

 

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике лазерного зондирования атмосферы, космических исследованиях, химии, астрономии. Цель - повышение точности измерений за счет увеличения скорости накопления информации. Устройство содержит последовательно включеные ФЭУ, дискриминатор одноэлектронных импульсов, блок их N триггеров, а также блок ОЗУ, ЭВМ, схему синхронизации, триггер режима, управляемый тактовый генератор, кольцевой регистр сдвига, делитель тактовой частоты на N, адресный счетчик слов, причем выход ФЭУ подключен к входу дискриминатора одноэлектронных импульсов, его выход подключен к первым входам триггеров фотонов, выход данных ОЗУ подключен к входному регистру ЭВМ, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, его выход подключен к входу управляемого тактового генератора, и к первому входу управления ОЗУ, выход управляемого тактового генератора подключен к входам кольцевого регистра сдвига и делителя тактовой частоты на N, выходы кольцевого сдвигового регистра подключены к вторым входам триггеров фотонов, выход делителя на N подключен к входу адресного счетчика слов, его выход управления подключен к входу триггера режима, а также регистр временного хранения данных, логический элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дополнительное ОЗУ, причем выходы триггеров фотонов подключены к N-разрядному регистру временного хранения данных, выходы регистра временного хранения данных подключены к первым входам управления ОЗУ и к N входам логического элемента ИЛИ, выход логического элемента ИЛИ подключен к входу "Счет вперед" реверсивного счетчика, к второму входу управления первого ОЗУ и входу управления второго ОЗУ, выходы реверсивного счетчика подключены к адресным входам первого и дополнительного ОЗУ, выход управления реверсивного счетчика подключен к второму регистру ЭВМ, выходной регистр ЭВМ подключен к входу "Счет назад" реверсивного счетчика, выход триггера режима подключен к второму входу управления дополнительного ОЗУ, адресные выходы адресного счетчика подключены к информационным входам дополнительного ОЗУ, его информационные выходы подключены к входному регистру ЭВМ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUan

О А1

1б11 1 G 01 J 1/44

% г . е(чд р г ! (i з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕПЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4374628/31 -25 (22) 08.02.88 (46) 30.10.89. Бюл. Зс 40 (71) Институт оптики атмосферы СО

AII СССР (72) К.Д.Нелевой (53) 621.383 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1283543, кл. G 01 J l/44, 1985.

Лнторское свидетельство СССР

1350509, кл. С 01 J 1/44, 1986. (54) СЧЕТЧИК ФОТОНОВ (57) Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике лазерного зондирования атмосферы, космических исследованиях, химии, астрономии и др. Дель — повышение точности измерений за счет увеличения скорости накопления информации. Устройство содержит последовательно включенные

ФЭУ, дискриминатор одноэлектронных импульсов, блок из N триггеров, а также блок ОЗУ, ЭВМ, схему синхронизации, триггер режима, управляемый тактовый генератор, кольцевой регистр сдвига, делитель тактовой частоты на

N, адресный счетчик слов, причем выход ФЭУ подключен к входу дискриминатора одноэлектронных импудьсов, его выход подключен к первым входам триггерон фотонов, выход даыных ОЗУ подключен к входному регистру ЭВМ, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, его выход подключен к входу управляемого тактового генер, тора, и к первому входу управления ОЗУ, выход управляемого тактового генератора подключен к нхо— дам кольцевого регистра сдвига и делителя тактовой частоты на И, выходы кольцевого сдвигового регистра подключены к вторым входам триггеров Ьо— тонов, выход делителя на N подключе н к входу адресного счетчика слов, его выход управления подключен к входу триггера режима, а также регистр временного хранения данных, логический элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дополнительное ОЗУ, причем выходы триггеров фотонов подключены к N-раз— рядному регистру временного хранения данных, выходы регистра временного хранения данных r.одключсны к первым входам управления ОЗУ и к N входам логического элемента IiEI. вы.;од ло— гического элемента НМ1 подключен к входу Счет вперед реверсивного счетчика, к второму входу управления первого ОЗУ и к входу управления второго ОЗУ, выходы реверсивного счетчиКа подключены к адресным входам первого и дополнительного ОЗУ, выход управления реверсивного счетчика подключен к второму регистру ЭВМ, выход— ной регистр ЭВМ подключен к входу Счет назад реверсивного счетчика, выход триггера режима подключен к второму входу управления дополнительного

ОЗУ, адресные выходы адресного счетчика подключены к информационным входам дополнительного ОЗУ, сrn информационные выходы подключены к входному регистру ЭВИ. 1 ил.

1518680

Изобретение относится к измерениям и может быть использовано для ре— гистрации слабых и сверхслабых световых потоков в космических исследовакиях, химии, астрономии и др.

Цель изобретения — повышение точности за счет увеличения скорости накопления информации.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, дискриминатор 2 одно электронных импульсов, кольцевой регистр 3 сдвига, блок 4 триггеров фотонов, N-разрядный регистр 5 вре«e.нного хранения данных, логический элемент ИЛИ 6, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, реверсивный счетчик 8, ЭВ)1

9, схему 10 синхронизации, триггер 11 режима, управляемый тактовый генератор 12, делитель ) 3 тактовой частоты на N адресный счетчик 14, второе

ОЗУ 15 .

Выход ФЭУ 1 подключен к входу дискриминатора 2 одноэлектронных импульсов, его выход подключен к первым входам блока 4 триггеров фотонов. Выходы триггеров фотонов подключены к входам N-разрядного регистра 5 временного хранения данных, его выходы подключены к входам логического элемента ИЛИ и к первым входам управле— ния первого ОЗУ 7. Информационный выход первого ОЗУ 7 подключен к первому входу триггера 11 режима, его выход к входу управляемого тактового генератора 12, к второму входу управления второго ОЗУ 15 и к третьему входу управления первого ОЗУ 7. Выход управляемого тактового генератора подключен к входу кольцевого регистра сдвига и к входу делителя ) 3 тактовойчастоты на N. Выходы кольцевого регистра сдвига подключены к вторым входам. блока 4 триггеров фотонов . Выход делителя 13 тактовой частоты на N подключен к входу адресного счетчика 14,; выходы которого подключены к информационному входу второго ОЗУ )5. Информационный выход второго ОЗУ 15 подключен к входному регистру ЭИ1 9.

Выход управления адресного счетчика

14 подключен к второму входу триггера 11 режима. Выход логического элеII мента ИЛИ 6 подключен к входу Счет вперед" реверсивного счетчика 8, к второму входу управления первого

5 !

О

ОЗУ 7 и к первому входу управления второ го ОЗУ 15 . Информационный выход реверсивного счетчика 8 подключен к адресным входам первого 7 и второго

15 ОЗУ. Выход управления реверсивного счетчика 8 подключен к входному регистру ЭВ)1 9. Выходной регистр ЭВ11 подключен к входу Счет назад реверсивного счетчика 8.

Устройство работает следующим образом.

Управляемый генератор 12 запускается сигналом с выхода триггера ll режима, который управляется импуль— сом со схемы 10 синхронизации. Этим импульсом определяется начало цикла регистрации входных одноэлектронных импульсов. Триггером 11 режима первое 7 и второе !5 ОЗУ устанавливаются в режим Запись .

Управляемый тактовый генератор !2 вырабатывает последовательность импульсов для сдвига импульса разрешения записи входных данных с дискриминатора 2 в блок 4 триггеров фотонов.

Эта последовательность формируется кольцевым регистром 3 сдвига. ))омент поступления фотоимпульса фиксируется путем записи единицы в тот триггер фотона, в котором в данный момент времени присутствуют единицы на обоих входах. После записи единицы в последний N-й триггер фотона, делитель

13 на N вырабатывает управляющий импульс, по которому информация из триггера фотонов переписывается в регистр 5 временного хранения данных, а номер адреса байта увеличивается адресным счетчиком 14 на единицу. Затем начинается следующий цикл фиксации моментов поступления фотоимпульсов прохождением новой серии N разрешающих импульсов по кольцевому регистру 3 сдвига. В это время на выходе регистра 5 временного хранения данных появляются входные данные.

Если хотя бы один фотоимпульс поступает в течение предыдущего цикла фиксации, импульс через логический элемент ИЛИ 6 поступает на вход "Счет вперед" реверсивного счетчика 8 и увеличивает на единицу адрес ячеек первого 7 и второго 15 ОЗУ, в которые записывается положение бита, в котором зафиксированы входной импульс (в ОЗУ 7) и номер слова, в котором наблюдалось поступление фотоимпульса (второе ОЗУ 15). Этим же импульсом с

1868О

3а выхода реверсивн< г»> сче »tt»t,a 8 снова повторяется цикл перед;»ч»» и накопления данных в ОЗУ ЭВ11. Е:itl I> ров зультате анализа выясняс тся, »то <-н

5 пуст, т.е. BcQ яч: :1;11 ОЗ уnòt>nt .ñ т »а считаны, устройство пгрехГ,»1-;т в режим регистрации, который»ач>п»ается с 110—

+ 1»1 C!» O 5 CI И Т вь»хода логического элемента И1И б производится запись состояний регистра 5 временного хранения данных в

ОЗУ 7 и адреса слова, при котором наблюдалось поступление фото импульсов с адресного счетчика 14 во второе

ОЗУ 15 .

Если же в текущем цикле регистрации не зафиксировано поступление ни одного фотоимпульса, то в регистр 5 временного хранения данных будут записаны нули во всех разрядах. На выходе логического элемента ИЛИ 6 — нулевой уровень. Состояние реверсив нов го счетчика 8 не изменяется. Разре-!

Ital»tIm» сигнал записи н вход ОЗ" 7 и

l 5 не поступает.

Таким образом, Гп!Формация о моментах поступления фотоимпульсов записывается в последовательные ячейки

ОЗУ 7 и 15 и только тогда, когда эта информация имеется. При этом момент поступления фотоимпульса опрсде,»яется как

25 ступлением очередного с»»1»х1ч>1" 1,>II са, Такм1 образом, в панно .1 устройстве отсутствует процедура;11»ализа со;1» ржимого каждой ячейк»1 ОЗУ, ";:- ведет к существенному сокращен»1к »пп;л» чтенllя информации из ОЗ: уст рой(т1>а а следовательно, позволяет увеличить частоту следования з»>н;и!! у. с 1»Г »я»I>ótIüñ-он и, в cB0I.> с «",-c. »h, кра I ит! время накоплени * и»1 » р» ";1!11 -:: 3> 38 1.

Чем мен».ще врс мя 1!.:.11. t!l.* 1»ч. с;,11>»

1!ара".!етрс в а»1»осфер», . i .:,; t ;.II»ø «ю вpлl! I ин>t 01!и и>. »ее»»яют»:! n p !! р» 1»я мерения, следоватсл»»1,.>,;1» в! .иь. Тр!» точность. За счет с >1; >и 1;.:1,»,г

ОЗ. снижаются с гn 1»з»з»!то I!>:с г; энег>гопотреблен».е, «»о1раi"i,;, т нз,. » жность устройства . где ADR „ с, — состояние адресного счетчика 14 слов, зафиксированное в 1 и ячейке второго ОЗУ 15;

N „ — номер бита (бит) в слове, зафиксированном в

ОЗУ 7 в i-й ячейке.

После прохождений всех возможных состоян1»>» адресный счетчик 14 вырабатывает сигнал окончания режима регистрации, по которому триггер 11 режима переводит ОЗУ 7 и 15 в режим

"Чтение" и запрещает работу управляемого тактового генератора 12 °

Если в реверсивном счетчике 8 зарегистрировано число, определяющее число cего»I, в которых было зафиксировано поступление фотоимпульсов, то на выходе управления его появляется сигнал, который воспринимается ЭВМ 9 как сигнал готовности передачи данных в ОЗУ ЭВМ 9. При этом ЭВМ читает адреса слов и бит, формирует из них исполнительный адрес и прибавляет к содержимому ячейки ОЗУ ЭВМ с этим адресом единицу.

Таким образом, происходит накопление информации в ячейках ОЗУ ЭВМ .

После окончания цикла суммирования

ЭВМ вырабатывает сигнал, по которому номер адресуемых ячеек ОЗУ 7 и 15 уменьшается на единицу и после анали30

Ф о р м у г. а и з о б р с т е н и я

Счетчик фотоно!>, соде р,>Pi!»! i ло». i доватепьно включе»!Ные Ij>n»,. ..: к.i р »й умпожитель и д»»скр.::1»п »тс»; » >: ронных импульсов, а так .с «. к и М тригl еров фотонов) бло 1 !," «> n опо рат»п ного запоминаю»»е о ус тр >йстl!,I, 3ВМ, схему синхрониза»11»в, триггер р.-— жима, управляемый т.»ктo!i. и г: 1:вратn,>, кольцевой регистр сдвига,:»елl!ipль тактовой частоты на»1 и адрес»»ый счетчик, причем выход дне».р;»м» Itaòàp»I одноэлектронных имггульсов подключен к первым входам триггеров фотонов, вторые входы которых подключены к выходам кольцевого регистра сдвига, выход схемы синхронизации подключен к первому входу триггера режима, выход которого подключен к входу управляемого тактового генератора и к первому входу управляемого первого оператив— ного запоминающ»его устройства, информационные выходы которого подключены к входному регистру ЭВМ, выход управ— ляемого тактового генератора подключен к входам кольцевого ре-истрa сдвига и делителя тактовой частоты на N выход которого подключен к входу адресного счетчика слов, выход управления которого подключен к второму входу триггера режима, о т л и

I 5 I 8680 сивного счетчика, к, второму входу уп—

p;)!! i !! !!я;!е "|!!о о опc pат ив!!О 1 о з аГ!о и!! ! а!О!!!е n ус ро!1c т на к !!е рвому «ходу

Составитель E ..Макалкин

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Бескид

Редактор И.Еасарда !,.каз 6598/46 Тираж и66 Подписное

Ь!Н!П1ПП Госу,!арст «е!!ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ri !! ()ро!!з!!одстве!!!!о-!!здательс кий комбинат Патент, г.ужгород, ул. агарина, 101 ч а ю !!! и и с я тем, что, с целью повы!!!ения точности, в него введены

N-разрядный регистр временного хранения данных, логический элемент ИЛИ, ренерсивный счетчик и второе оперативное запоминающее устройство, причем выходы триггеров фотонов подключены к N-разрядному регистру временного хранения данных, выходы которого подключены к N первым входам управле— ния первого оперативного запоминающего устройства и к N входам логическо— го элемента IU1H выход которого под1! 11 ключен к входу Счет вперед реверуправления второго оперативного запо— минающего устройства, второй вход управления которого подключен к выходу триггера режима, выход управления ре— версивного счетчика подключен к входному регистру ЭВМ, выходной ре гистр

ЭВМ подключен к входу Счет назад реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к адресным входам первого и второго оперативных запоминающих устройств, адресные выходы адресного счетчика подключены к информационным входам второго оперативного запоминающего устройства, информационные выходы которого подключены к входному регистру ЭВМ.