ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исходные спектрометрические понятия из "Электронные цифровые спекторы " Известно, что теория приносит пользу только тогда, когда она включает анализ структурных взаимосвязей между элементами исследуемых объектов. [c.97] Главная задача данной книги заключается в доказательстве важности и возможности достаточно четкого отграничения вопросов, относящихся к рассмотрению структурных и функциональных свойств приборов ядерной электроники, от вопросов, рассматривающих субстанцию и конкретные средства практической реализации прибора, работающего по заданной функцио-нально-структурной схеме. Едва ли можно сомневаться в том, что дальнейшее развитие теории ядерной электроники пойдет по пути углубления такого разграничения, благодаря чему будут открываться все более широкие возможности использования ею достижений математики, кибернетики, теории информации, математической логики и т. д. [c.97] Выявив, почему для ядерной физики наибольший практический интерес представляют цифровые спектрометры многоканального диапазона, при описании режимов работы этих спектрометров главное внимание будем уделять цифровым дистрибуторам и параллельным селекторам. Последовательные селекторы и тем более последовательные дискриминаторы, т. е. одноканальные системы, будем рассматривать лишь в особо необходимых случаях. [c.98] Общие замечания. Преобразование численного значения определенного параметра (чаще всего энергии) ядерных частиц в пропорциональные электрические сигналы служит наиболее универсальным способом получения информации о протекании ядерных реакций. Поэтому прежде всего в связи с потребностями автоматизировать процесс выявления закона распределения электрических импульсов по амплитудам развилась цифровая спектрометрия, представленная в ядерной физике анализаторной техникой. [c.98] Будем исходить из того, что импульсы датчика на входе анализатора, а следовательно, и коды на входе цифрового спектрометра распределены во времени статистически по закону Пуассона. Значит, при любой зависимости длительности времени регистрации от номера события, регистрируемого в канале, блокировка входа анализатора принципиально не искажает гистограммы изучаемого амплитудного распределения [13]. [c.99] Режим двоичного счета. Цифровой спектрометр в режиме счета способен переходить из имеющегося устойчивого состояния с заданным весом в ближайшее следующее состояние. Этим и достигается добавление (или вычитание) единицы к числу, уже накопленному в канале спектрометра. В счетно-решающих устройствах универсального назначения складываемые (или вычитаемые) числа могут иметь (в заданных пределах) любое значение. В цифровых спектрометрах ядерной физики значение одного из этих чисел заранее известно. Оно всегда равно 1. Отсюда вытекает важное следствие, которое нашло использование в цифровой спектрометрии. Сущность его в том, что в режиме добавления единицы можно пользоваться преимуществами схемы последовательного суммирования двух чисел и иметь при этом такое быстродействие схемы суммирования, как если бы она работала параллельно. Такая закономерность и была использована в дистрибуторах четвертого типа. Чтобы сделать это утверждение очевидным, выведем формулу зависимости времени регистрации события последовательным цифровым сумматором от суммарного зарегистрированного числа, когда одно из слагаемых всегда единица, а второе — накопленная сумма. При этом будем вначале исходить из двоичной системы счисления. [c.99] Сопоставим особенности цифровых спектрометров четырех основных типов (тип второй и 1А по способу суммирования не отличаются). [c.101] В цифровых спектрометрах третьего типа процесс суммирования также оканчивается после того, как в среднем в двух разрядах канала произошла перезапись нулей и единиц. [c.101] Поскольку в этих системах требуется непрерывное прочитывание и регенерация прочитанных сигналов, го внешне оптимальность режима суммирования в этом случае остается незаметной. [c.101] Наиболее наглядно проявляется преимущество рассмотренного принципа счета в цифровых спектрометрах четвертого типа. Именно после доказательства справедливости выражения для Г р была начата разработка первого спектрометра этого типа. [c.101] Цифровые спектрометры второго типа, в которых суммирование проводится параллельным способом, имеют неасимптотическую переходную информационную характеристику и более громоздкий внутренний блок. Это привело к тому, что за последнее время при разработке многоканальных (но не сверхмногоканальных) амплитудных спектрометров широкого лабораторного назначения стали использовать в них цифровые дистрибуторы четвертого, а не второго типа [83]. [c.101] Следует остановиться и на особенностях работы цифровых спектрометров в режиме не только суммирования, но и вычитания, который бывает необходим, например, для автоматического вычитания одного спектра из другого. [c.102] В дистрибуторах первого и второго типа для этой цели необходимо пользоваться реверсивными пересчет-ными схемами. Поскольку эти схемы сложнее обычных, то в дистрибуторах первого типа, имеющих независимый регистратор в каждом канале, обычно не предусматривают режим вычитания. В дистрибуторах второго типа и типа 1А, где используется единственная пересчетная схема в арифметическом устройстве, введение в нее переключения не представляет большого труда. [c.102] В цифровых дистрибуторах третьего и четвертого типа для осуществления режима вычитания достаточно так изменить взаимодействие узлов системы, чтобы при осмотре разрядов выбранного канала все нули заменялись единицами до тех пор, пока не обнаружится разряд с Л в котором следует записать О, и прекратить на этом процесс вычитания. Впервые для цифровых спектрометров четвертого типа такой режим двоичного счета был предложен и осуществлен Г. Л. Левиным [28]. В настоящее время новые разработки этих спектрометров обычно имеют переключатель знака суммирования [52]. [c.102] Режим декадного счета. В тех случаях, когда необходимо визуально считывать цифровые данные непосредственно с экрана трубки наблюдения цифрового спектрометра, декадное представление цифр оказывается более удобным, чем двоичное. Однако двоичная система счисления обладает известными преимуществами, если цифровая информация обрабатывается с помощью автоматических устройств. [c.102] Переход к режиму декадного счета в цифровых спектрометрах первого типа может осуществляться наиболее очевидным способом пересчетные устройства канальных регистраторов должны быть собраны по декадной схеме. Если в качестве регистраторов используются не триггерные схемы, а, например, декатроны, то система счисления задается свойствами декатрона и может быть только линейно-декадной. [c.103] Очень легко изменять систему счисления в цифровых спектрометрах второго типа и типа 1А. Для перехода в режим декадного счета достаточно изменить соответствующим образом пересчетную схему арифметического устройства, единственную на весь спектрометр. Промышленные амплитудные анализаторы АИ-100 работают именно в таком режиме, причем в некоторых выпусках анализаторов последние четыре триггера арифметического устройства цифрового дистрибутора работают по чисто двоичной системе счисления, так что полная емкость канала при числе разрядов Р=16 оказывается равной 16 000— 1. [c.103] Таким образом, вместо числа 8 после прихода восьми импульсов в декаду в ней оказывается записанным число 14. После этого обычный режим двоичного последовательного счета восстанавливается. Когда приходит очередной, девятый, импульс, то он записывается в виде единицы в первом разряде декады. Следовательно, из четырех разрядов декады после девяти импульсов не остается ни одного, где бы не была записана единица. Поэтому десятый импульс, обнаруживая единицы во всех четырех разрядах декады, записывает в них нуль и добирается до пятого разряда, т. е. до первого разряда следующей декады, где процесс суммирования продолжается описанным способом. [c.104] Для осуществления режима двоично-десятичного счета достаточно ввести дополнительный клапан, выдающий сигнал в момент записи единицы в четвертом разряде декады, и одновибратор или триггер, взводящийся от импульса клапана. Триггер или клапан остается введенным на время обработки двух ячеек памяти и выполняет в схеме необходимые переключения для того, чтобы после записи этой единицы были соответствующим образом обработаны третий и второй разряды. Наиболее просто указанные добавления вводятся в цифровые спектрометры четвертого типа. [c.104] Вернуться к основной статье