Wydział Fizyki I Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza



Pobieranie 12.62 Mb.
Strona71/94
Data27.10.2017
Rozmiar12.62 Mb.
1   ...   67   68   69   70   71   72   73   74   ...   94

Rys. 186. Schemat układu koincydencyjnego na diodach tunelowych wg [271]

Na ciemniejszym tle pola schematowego ukazano konfigurację kondycjonera jednego


z kanałów koincydencyjnych układu. Zawiera on kaskadę, sprzężonych stałoprądowo, dwóch identycznych uniwibratorów (TD1, TD2) wyposażonych w indywidualne organy (rezystory nastawcze) regulacji punktu pracy. Sygnał wejściowy przekazywany jest do układu za pośrednictwem transformatora impulsowego, dopasowującego impedancję wejś-ciową układu do oporności charakterystycznej linii przesyłowej sygnału oraz w celu mini-malizacji zwrotnego oddziaływania uniwibratora na detektor. Długość generowanego impulsu ustalana jest przez dobór indukcyjności L. Poniżej pewnej jej wartości granicznej uwidacznia się jednak znaczący jej wpływ na amplitudę impulsu. Dla zadanego typu diod tunelowych i ukazanych na schemacie wartości elementów układowych ta graniczna war-tość wyniosła L = 0,33 μH, dając impuls o długości ti =3,2 ns.

Stopień wybierający zrealizowano w prostym układzie liniowego sumowania impul-sów prądowych w wejściowym obwodzie uniwibratora (TD3) o identycznej, jak dwa po-przednie, konfiguracji. Regulator czułości (PABC) umożliwia w tym stopniu dokonanie przedwyboru rodzaju rejestrowanych zdarzeń (singlety, dublety i triplety). Zadaniem kolejnego uniwibratora (TD4) jest standaryzacja amplitudowa impulsów wyjściowych.



Na schemacie pominięto uzupełniający kanał antykoincydencyjny. Jego struktura oparta jest na tej samej filozofii układowej z wykorzystaniem analogicznych stopni regene-racyjnych. Z tej racji poniechamy więc ich szczegółowego opisu funkcjonalnego, przy-taczając najważniejsze dane doświadczalnej weryfikacji własności układu. Pomierzony praktycznie na stanowisku spektrometru scyntylacyjnego czas rozdzielczy układu, przy zredukowanej indukcyjności uniwibratorów do wartości 0.1μH, wyniósł τr = 1,2 ns. Stwierdzono nadto niewrażliwość układu pracującego w trybie pomiarów koincyden-cyjnych na pojedyncze (nie koincydencyjne) impulsy licznikowe aż do amplitudy równej 50 V.
Komercyjnie dostępne układy regeneracyjne wyposażone są z reguły w dodatkowe subukłady funkcjonalne poszerzające ich możliwości eksploatacyjne. W pierwszym rzędzie zalicza się do nich układ regulacji czasu rozdzielczego. Ukażemy tę możliwość na przykła-dzie rodzimego rozwiązania; układu koincydencyjnego typu UK-21[274], wchodzącego
w skład systemu jądrowej aparatury elektronicznej „STANDARD 70” [117]. Jego schemat blokowy przedstawiono na rysunku 187.

Układ zawiera trzy kanały pomiarowe (R, G, B), z których jeden (B) można wykorzys-tywać zarówno w trybie koincydencyjnym jak antykoincydencyjnym. Na schemacie wyróż-niono dwa bloki funkcjonalne: regeneracyjny blok wejściowy oraz układ wybierający. Podstawowymi członami pierwszego z nich są dyskryminatory progowe. Na działanie im-pulsów wejściowych reagują one skokową zmianą swego poziomu wyjściowego: dodatnią lub ujemną - zależnie od punktu pracy dyskryminatorów, nastawianego stosownie do polar-ności sygnału wejściowego. Zadaniem kolejnego członu funkcjonalnego jest ujednolicenie (normalizacja) charakteru odpowiedzi dyskryminatora. W unormowanej formie, narasta-jąca jej krawędź wiodąca niesie informację o początku zdarzenia. Ostatecznym jej nośni-kiem jest szpilkowy impuls wyjściowy uzyskany w prostym obwodzie różniczkującym C-R. Szczegółowy schemat ideowy tego bloku przedstawiono na rysunku 188. Jest on na tyle




przejrzysty, że bez dodatkowego komentarza Czytelnik łatwo zidentyfikuje poszczególne jego człony funkcjonalne oraz pomocnicze obwody przełączające i zasilające.



Informacje zawarte w impulsach wyjściowych bloku przemiany regeneracyjnej prze-kazywane są z kolei do przynależnych przerzutników układu wybierającego, w których są przetrzymywane na przeciąg założonego czasu rozdzielczego r. W szczególności, impulsy te przełączając stan przewodzenia przerzutników zmieniają odpowiednio poziomy na ich wyjściach Q i połączonych odpowiednio z wejściami dwóch uniwibratorów: generatora czasu rozdzielczego i generatora impulsu akceptacji (koincydencji). Pierwsza w sekwencji czasowej zmiana poziomu na wyjściu Q któregokolwiek z przerzutników aktywizuje uniwibrator generatora czasu rozdzielczego. Generowany przezeń impuls przekazywany jest zwrotnie na wejścia ustawiające (PR) wszystkich przerzutników, a jego tylne zbocze przywraca ich stan spoczynkowy. Zmiany poziomów na wyjściach , w przypadku ich równoczesności w obrębie czasu rozdzielczego, prowadzą do pobudzenia uniwibratora ge-nerującego impuls akceptacji, potwierdzający zaistnienie koincydencji. Jest on przekazy-wany na wyjście układu za pośrednictwem bramki kontrolowanej sygnałem generatora im-pulsu antykoincydencji. Obydwa generatory wykonano w identycznej konfiguracji z moż-liwością skokowej regulacji czasu generowanego impulsu. Oparty na ogólnym schemacie blokowym opis funkcjonalny złożonego bloku układu wybierającego wymaga uzupełnienia szczegółowym schematem ideowym. Przedstawiono go na rysunku 189. Możliwość pracy kanału B zarówno w trybie koincydencyjnym jak i antykoincydencyjnym sygnalizują, oznaczone literami (P) i (S), strzałki schematowe wskazujące połączenia odnośnych gałęzi z przynależnym kanałowi B blokiem przemiany regeneracyjnej (rys.187).

Pomocnymi dla zrozumienia działania układu powinny być też oznaczenia poziomów logicznych w wybranych punktach układu w jego stanie spoczynkowym. Posłużono się


w tym celu ogólnie przyjętym sposobem oznaczeń: H (high) i L (low).
Na rysunku 189 podano również ustalone hardwear’owo wartości elektronicznego czasu rozdzielczego (rE). Spośród rozporządzalnych wartości wybiera się najbardziej zbli-żoną do optymalnej, wyznaczonej dla konkretnych wymagań eksperymentalnych i warun-ków pomiaru.

Zakres rozporządzalnych wartości czasów rozdzielczych w komercyjnie dostępnych układach koincydencyjnych typu regeneracyjnego ograniczony jest z reguły (ze względów technicznych) do paru zaledwie pozycji. Znamiennym wyróżnikiem różnych rozwiązań jest

najniższa wartość zakresu.

Tak na przykład, w zmodyfikowanej wersji omówionego wyżej układu, produkowanej


przez Z.Z.U.J. POLON w systemie modułowej aparatury jądrowej CAMAC (Mod. 1402), wynosi ona 100 ns [275]. O rząd wielkości mniejszą jest wartość dolna (10 ns) zakresu pomiarowego układu koincydencyjnego ORTEC 414A [276], a bez mała o dwa rzędy wielkości (2 ns) – najniższa wartość czasu rozdzielczego analogicznego układu produkcji firmy NUCLEAR ENTERPRISES (Model: NE-4619) [277]
Wszystkie cytowane wyżej układy zbudowane są na podobnym szkielecie struktural-nym. Nie odbiegają wiele od niego również późniejsze – sięgające lat bieżących – opraco- wania jednostkowe, dedykowane dla określonych systemów pomiarowych stosownie do specyficznych wymogów założonych celów badawczych. Rysunek 190 przedstawia sche-mat tego rodzaju realizacji, stanowiącej jeden z bloków funkcjonalnych systemu cyfrowego spektrometru czasów życia pozytonów [278]. W skład tego bloku wchodzą dwa szybkie komparatory pobudzane odpowiednio sygnałami START i STOP, dwa przerzutniki typu D oraz wyjściowy wtórnik emiterowy. Wejściowy impuls startowy o poziomie przewyższają-cym próg dyskryminacji wzbudza proces regeneracji (o czasie trwania zadanym opóźnie-niem linii DL) w przerzutniku FF-1, „uczulając” w konsekwencji przerzutnik FF-2. Poja-

wienie się w tym interwale impulsu stopu aktywizuje przerzutnik FF-2 powodując w efek-cie wygenerowanie impulsu wyjściowego, potwierdzającego zaistnienie koincydencji.

Najbardziej ogólna definicja układów koincydencyjnych określa te urządzenia jako układy umożliwiające rejestrację aktów detekcji (zdarzeń) zachodzących według założonej korelacji czasowej i przestrzennej. Uwzględnia więc ona przestrzenne rozmieszczenie de-tektorów promieniowania w systemie pomiarowym. Zauważmy w tym kontekście, że celo-wo dobrane usytuowanie detektorów umożliwia wyznaczenie (rekonstrukcję) torów cząstek jonizujących, mające istotne znaczenie w procesie ich eksperymentalnej identyfikacji i se-lekcji. Tego rodzaju systemy pomiarowe, zwane ogólnie hodoskopami (gr. οό - ścieżka), organizowane są stosownie do charakteru i specyficznych wymagań konkretnego eksperymentu. Stąd też wynikają ich gabaryty i stopień złożoności, a w szczególności rodzaj zastosowanych detektorów (np. [279283]). Tak więc, stosunkowo prosty hodoskop wielkich pęków promieniowania kosmicznego26) [279] zrealizowany w „otwartej” geometrii
_________________________

26) Skonstruowany w Zakładzie Fizyki II AGH

płaskiej zawierał zaledwie 48 liczników GM rozmieszczonych równomiernie na sześciu płytach detekcyjnych zmontowanych na jednej płaszczyźnie poziomej. Bardziej rozbu-dowane są systemy hodoskopowe stosowane w eksperymentach akceleratorowych. Typo-wym przykładem takiej realizacji jest system zaprojektowany w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej [276] dla potrzeb badań sprężystego rozpraszania mezonów  na wodorze. Blok pomiarowy tego systemu składał się z 425 (zasilanych impulsowo) liczników gazowych rozłożonych koncentrycznie w czterech warstwach wokół tarczy z cie-kłym wodorem. W obu zasygnalizowanych rozwiązaniach posłużono się takim samym sposobem indykacji rezultatu pomiaru. Odwzorowują go mianowicie matryce lampek wskaźnikowych replikujących geometryczne położenie detektorów w systemie. Z chwilą zaistnienia założonej krotności koincydencji ich stan, jak również aktualne wskazania innych przyrządów rejestrujących systemu, są fotografowane sprzężoną kamerą filmową. Nowsze rozwiązania korzystają z reguły z zaawansowanych systemów przetwarzania


i akwizycji danych pomiarowych [232]; wśród nich również z technik stosowanych w ukła-dach analizatorów wieloparametrowych [284286].



Pobieranie 12.62 Mb.

Share with your friends:
1   ...   67   68   69   70   71   72   73   74   ...   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