Wydział Fizyki I Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza


Układy ekstrakcji informacji o odległości zdarzeń



Pobieranie 12.62 Mb.
Strona54/94
Data27.10.2017
Rozmiar12.62 Mb.
1   ...   50   51   52   53   54   55   56   57   ...   94

3.3.2. Układy ekstrakcji informacji o odległości zdarzeń

Termin „zdarzenie” w rozdziale tym będziemy wiązać dla wygody nie tylko z odpo-wiedziami detektorów na wymuszenia radiacyjne ale również z sygnałem inicjującym proces radiacyjny. W takiej konwencji, z metrologicznego punktu widzenia, możemy formalnie wyróżnić dwa rodzaje zdarzeń: referencyjne (początkowe) i informacyjne (końcowe). Dodajmy, że przedmiotem pomiaru jest interwał czasowy T dzielący taką parę zdarzeń.


Ekstrahowana informacja o odległości czasowej zdarzeń T może stanowić ostateczny rezultat działań pomiarowych (jak np. pomiar średniego czasu życia jądrowych stanów wzbudzonych) bądź też może stanowić jeden z kilku parametrów niezbędnych do wyz-naczenia wielkości docelowej (jak np. wyznaczenie energii neutronów metodą pomiaru czasu przelotu). Ogólnie rzecz biorąc, wielorakość eksperymentów fizyki jądrowej deter-minuje przedział wartości mierzonych interwałów czasowych w szerokim zakresie sub-mikrosekundowym (od 10-6 s. do 10-12 s.) [214]. Ten obszar będzie więc przedmiotem naszego zainteresowania.

Zauważmy, że wyznaczany dystans czasowy dzielący obydwa zdarzenia obciążony jest w oczywistej konsekwencji nieoznaczonością ich współrzędnych czasowych. Stąd też dla estymacji jego wartości średniej niezbędny jest odpowiednio liczny zbiór rezultatów po-miarów jednostkowych. Zespół działań instrumentalnych prowadzących do utworzenia ta-kich zbiorów i ich prezentacji w formie rozkładów czasowych częstości zdarzeń określane jest ogólnie mianem spektrometrii czasowej, a służący temu celowi zestaw aparaturowy - spektrometrem czasowym. Jego zasadniczym blokiem funkcjonalnym jest analizator czasu Analizatory tego rodzaju, podobnie jak uprzednio omówione analizatory amplitudy, realizowane są jako układy jednokanałowe względnie wielokanałowe. Najprostszą konfi-gurację jednokanałowego analizatora czasu stanowi konwencjonalny, dwuwejściowy układ koincydencyjny16), pracujący w reżymie koincydencji opóźnionych. Ilustruje ją schema-tycznie rysunek 133.



W jego zacienionym polu schematowym zawarto podzespoły funkcjonalne układu koincydencyjnego: układ wybierający (UW) oraz monowibrator (MW). Pierwszy z nich,


z chwilą równoczesnego (w przedziale czasu rozdzielczego układu R) pobudzenia na obu wejściach  i , generuje odpowiedź o amplitudzie zależnej w ogólnym przypadku od amplitud pobudzeń. Drugi subukład (MW) pełni funkcję czasowo-amplitudowego norma-
_____________________________________

16) Problematyka układów koincydencyjnych jest przedmiotem osobnego rozdziału monografii

lizatora sygnału wyjściowego układu koincydencyjnego. Regulowany człon opóźniający (DL) w obwodzie sygnału odniesienia pozwala doprowadzić do koincydencji obu syg-nałów, informacyjnego i referencyjnego na wejściach  i  członu wybierającego. Sy-tuacja taka zachodzi dla top spełniającego warunek T top  (T+R). W konsekwencji przypadki takie będą rejestrowane przez stowarzyszony z układem koincydencyjnym licznik (REJ). Ich średnią częstość wyznacza stosunek liczby zarejestrowanej zliczeń Ni do czasu ich akumulacji TAK w liczniku. Dla sporządzenia histogramu zależności należy zatem wykonać odpowiednio liczną serię pomiarów jednostkowych dla różnych wartości opóźnienia top, pokrywając równomiernie przedział spodziewanych interwałów czasu Ti . Na podstawie uzyskanych rezultatów, w odrębnych procedurach wykreślany jest spektrogram interwałów czasowych oraz dokonywana estymacja wartości średniej i jej średniego odchylenia standardowego. Zauważmy nadto, że czas rozdzielczy R układu jest tożsamy z szerokością kanału pomiarowego analizatora TCH, a jego wartość zależy od długotrwałości impulsów wejściowych oraz inercyjności układu wybierającego.

Jednokanałowe analizatory czasu obarczone są podobnymi niedogodnościami jak tego rodzaju analizatory amplitudy. Większość ich rozwiązań układowych związana jest z tech-ni-ką lampową. Zaniechamy przeto przytaczania konkretnych przykładów odsyłając czy-telnika do reprezentatywnego wykazu odnośnej literatury przedmiotu zamieszczonego


w [205], tym bardziej, że praktycznie zostały one zupełnie wyparte przez systemy wieloka-nałowe z konwersją sygnału.



        1. Techniki chronotronowe

W rozwoju metod pomiaru bardzo krótkich interwałów czasowych znaczącą rolę odegrała koncepcja chronotronu [206],[207], która stała się podstawą do konstrukcji wie-lokanałowych analizatorów czasu w technice koincydencji opóźnionych. Dla wyjaśnienia zasady działania tego rodzaju urządzenia skorzystamy z przedstawionego na rysunku 134 schematu blokowego.


Sygnały ograniczające mierzony interwał czasowy wprowadzane są przeciwsobnie do wspólnej, koncentrycznej linii opóźniającej, odpowiednio na wejścia WE-1 i WE-2. Pro-pagując wzajemnie ku sobie w linii (z właściwą dla niej prędkością v), „spotykają się”


w określonym jej punkcie x zależnym od ich dystansu czasowego, dając w efekcie super-pozycji impuls wypadkowy o większej amplitudzie. W szczególnym przypadku, współ-czesności impulsów wejściowych, punkt ich „spotkania” znajduje się dokładnie pośrodku długości linii. Stanowi on geometryczny odpowiednik „zera” skali czasowej chronotronu. Długość linii dobierana jest stosownie do założonego zakresu pomiarowego. Dzielące ją, równomiernie rozmieszczone, odczepy umożliwiają monitorowanie propagujących w niej impulsów. Celowi temu służy zespół bloków funkcjonalnych zawierających: wielo-stopniowy wzmacniacz impulsowy (A), układ wydłużający (STR), bramkę liniową (G), oraz monowibrator (MW). Odebrany z odczepu sygnał, po wzmocnieniu jest „przetrzymywany” w układzie stretchera (STR) do momentu zadziałania stowarzyszonego monowibratora od-czytującego (MW), w warunkach zamkniętej bramki transmisyjnej (G),. Wtedy to na prze-ciąg czasu, zadany długością generowanego przezeń impulsu T, zostaje otwarta bramka (G), przekazując - za pośrednictwem „miksera” (MIX) - sygnał z układu stretchera do re-jestratora oscyloskopowego. Monowibratory odczytujące stan stretcherów połączono
w szeregowy łańcuch, w którym każdy kolejny stopień regeneracyjny pobudzany jest krawędzią tylną impulsu generowanego w stopniu poprzedzającym. W ten sposób „okno czasowe” (o szerokości T ) monitorowania odczepów linii przemieszcza się sekwencyjnie skokami co T. Sygnał startowy, inicjujący proces odczytu, formowany jest w dodatkowym monowibratorze (MWST) zapiętym na wejściu linii opóźniającej. Uruchamia on równo-cześnie generator podstawy czasu w oscyloskopie pomiarowym. Na tle powyższego opisu funkcjonalnego jawi się podstawowy wymóg, stanowiący zarazem istotę koncepcji chronotronu, a mianowicie warunek. aby T >>t . Stosunek tych wielkości determinuje stopień ekspansji skali czasowej układu.
Jak wspomnieliśmy, na osnowie oryginalnej koncepcji chronotronu konstruowano wielokanałowe analizatory czasu z indywidualnymi rejestrami liczby zliczeń. Kowalski [36] klasyfikuje tego rodzaju układy w dwu grupach:

a) z pojedynczą linią opóźniającą i liniowym mieszaniem sygnałów



  1. z dwoma liniami opóźniającymi w układzie koincydencji opóźnionych.

Konfiguracja wersji pierwszej stanowi zmodyfikowaną replikę struktury opisanego wyżej chronotronu, w której rozbudowane układy monitorowania odczepów linii opóź-niającej zastąpiono dyskryminatorami progowymi (D), a system rejestracji oscyloskopowej - zespołem indywidualnych przeliczników (L). Jej uproszczony schemat blokowy przedsta-wiono na rysunku 135.




Progi dyskryminatorów ustalono na poziomie przewyższającym nieco amplitud poje-dynczego impulsu. Zależnie od dystansu dzielącego impulsy wejściowe, wzajemne ich na-łożenie pojawi się na odpowiednim odczepie linii opóźniającej, powodując w efekcie prze-kroczenie zadanego progu dyskryminacji, a w konsekwencji zarejestrowanie takiego zda-rzenia w liczniku tego kanału pomiarowego.


Drugą wersję ilustruje schematycznie rysunek 136. W wersji tej, na komplemen-tarnych odczepach dwóch linii (z przeciwsobnym biegiem sygnałów) zapięte są układy ko-incydencyjne (K) z przynależnymi im licznikami (L). Bezpośrednie sumowanie sygnałów

zastąpiono w tym rozwiązaniu operacją logiczną dokonywaną w dodatkowym członie funkcjonalnym - szybkim układzie koincydencyjnym.



Konfiguracje wielokanałowych analizatorów, stanowiące zwielokrotnienie struktur jednokanałowych, obarczone są szeregiem ograniczeń natury technicznej i niedogodności eksploatacyjnych, redukujących praktycznie liczbę kanałów pomiarowych zaledwie do kil-kunastu. Ograniczenia te zostały przełamane przez Lefevre’a i Russela [209] w oryginal-nym układzie

Pobieranie 12.62 Mb.

Share with your friends:
1   ...   50   51   52   53   54   55   56   57   ...   94




©operacji.org 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna
warunków zamówienia
istotnych warunków
przedmiotu zamówienia
wyboru operacji
Specyfikacja istotnych
produktu leczniczego
oceny operacji
rozwoju lokalnego
strategii rozwoju
kierowanego przez
specyfikacja istotnych
Nazwa przedmiotu
Karta oceny
ramach działania
przez społeczno
obszary wiejskie
dofinansowanie projektu
lokalnego kierowanego
Europa inwestująca
Regulamin organizacyjny
przetargu nieograniczonego
kryteria wyboru
Kryteria wyboru
Lokalne kryteria
Zapytanie ofertowe
Informacja prasowa
nazwa produktu
Program nauczania
Instrukcja obsługi
zamówienia publicznego
Komunikat prasowy
programu operacyjnego
udzielenie zamówienia
realizacji operacji
opieki zdrowotnej
przyznanie pomocy
ramach strategii
Karta kwalifikacyjna
oceny zgodno
Specyfikacja techniczna
Instrukcja wypełniania
Wymagania edukacyjne
Regulamin konkursu
lokalnych kryteriów
strategia rozwoju
sprawozdania finansowego
ramach programu
ramach poddziałania
kryteriów wyboru
operacji przez
trybie przetargu