Анализатор - амплитуда - импульс
Cтраница 1
Анализатор амплитуды импульсов позволяет накопить информацию о функции распределения I ( t) a - F ( t) за большое число вспышек. [2]
Анализаторы амплитуды импульсов обычно разрабатывались как специальные приборы, в состав которых входили интегральные схемы и отдельные дискретные компоненты. В настоящее время все более щироко стали использовать мини-компьютеры и быстродействующие ДЦП с импульсным входом. При этом в вашем распоряжении оказывается разнообразные полезные для дела аппаратные и программные возможности ЭВМ, такие, как вычитание фоновых сигналов, энергетическая калибровка и идентификация линий, память на дисках и лентах, управление экспериментом в интерактивном режиме. Это устройство заставляет микролуч потока протонов сканировать образец в двумерной плоскости, обнаруживает появившиеся рентгеновские лучи, сортирует их по химическим элементам и запоминает картину распределения по каждому элементу в образце; одновременно вы имеете возможность наблюдать рентгеновский спектр и само формирование картины распределения. Всем процессом управляет анализатор амплитуды импульсов, который и не подозревает, что на самом деле он представляет собой ЭВМ. [3]
Работа анализатора амплитуды импульсов основана на простом расширении принципа работы многоканального уплотнителя; этот прибор играет важную роль в ядерной и радиационной физике. Идея метода на редкость проста: импульсы, амплитуды которых лежат в некотором диапазоне, поступают на вход схемы пикового детектора с АЦП, которая преобразует относительную амплитуду импульса в адрес канала. Многоканальный уплотнитель затем наращивает выбранный адрес на единицу. В результате получаем график, который представляет собой гистограмму амплитуд импульсов. [4]
Широко известны анализаторы амплитуд импульсов или интервалов времени. Существует анализатор спектра частотных характеристик. При этом нередко оговаривают, какой анализатор: одноканальный или многоканальный, интегральный или дифференциальный. Иногда один и тот же прибор одни авторы называют одноканальным анализатором, другие - одноканаль-ным дискриминатором и одноканальным селектором, или же многоканальный прибор называют то многоканальным анализатором, то многоканальным селектором. [5]
Входы многих анализаторов амплитуды импульсов позволяют использовать эти устройства в качестве многоканальных уплотнителей. [6]
Широкое распространение анализаторов амплитуд импульсов обусловлено тем, что величина выходных импульсов многих датчиков заряженных частиц, рентгеновского и гамма-излучения пропорциональна энергии излучения, воспринятого датчиком ( примером могут служить пропорциональные счетчики, детекторы на твердом теле, детекторы с поверхностным барьером, сцинтилляторы, рассмотренные в разд. [7]
На входе анализатора амплитуды импульсов используется АЦП, с которым связана одна интересная особенность этой системы. Оказывается, что в данном случае нельзя использовать АЦП с последовательными приближениями, несмотря на его высокую скорость. Это связано с тем, что вы не сможете добиться точного равенства ширины каналов, и плавная последовательность входных сигналов излучения даст волнистую базовую линию. Во всех анализаторах амплитуды импульсов используют так называемый преобразователь Уилкинсона, принцип работы которого основан на преобразовании входного сигнала с единственным углом наклона - входной импульс заряжает конденсатор, который затем разряжается постоянным током, а во время разряда быстродействующий счетчик ( обычно используется частота 200 МГц) подсчитывает адрес. Недостаток такого анализатора состоит в наличии мертвой зоны, величина которой зависит от амплитуды последнего импульса, а его достоинство - в точном равенстве ширины каналов. [8]
 |
Схема установки для изучения кинетики флуоресценции методом счета одиночных фотонов.| Зависимость временной привязки импульса ФЭУ от порога дискриминации. [9] |
Эта функция N ( V) и регистрируется анализатором амплитуды импульсов за достаточно большое число возбуждающих вспышек. Функции N ( V) и F ( t) будут определяться тем точнее, чем большее число импульсов будет зарегистрировано. В качестве источника возбуждающего света используется импульсная лампа, работающая от источника постоянного тока. Электрические импульсы, получаемые на втором электроде, используются в качестве стартовых импульсов время-амплитудного преобразователя. Серьезной трудностью, ограничивающей разрешающую способность данного метода, является тот факт, что импульсы на выходе ФЭУ имеют длительность нескольких наносекунд и широкий разброс по амплитуде. Преодолеть эту трудность позволяет использование дискриминатора импульсов с изменяющимся порогом, зависящим от амплитуды поступающего импульса. Преобразование интервала времени в амплитуду импульса производится так называемым время-амплитудным преобразователем, имеющим два входа старт и стоп соответственно для первого и второго импульсов. Такие схемы хорошо разработаны в электронике. Особенность таких преобразователей в том, что они срабатывают от первого поступающего импульса стоп и не регистрируют никаких последующих импульсов в течение определенного мертвого времени. Поэтому, если на фотоумножитель после импульса возбуждения попадут последовательно два фотона, будет зарегистрирован лишь первый из них. [10]
Эта функция N ( V) и регистрируется анализатором амплитуды импульсов за достаточно большое число возбуждающих вспышек. Функции N ( V) и F ( t) будут определяться тем точнее, чем большее число импульсов будет зарегистрировано. В качестве источника возбуждающего света используется импульсная лампа, работающая от источника постоянного тока. Электрические импульсы, получаемые на втором электроде, используются в качестве стартовых импульсов время-амплитудного преобразователя. Серьезной трудностью, ограничивающей разрешающую способность данного метода, является тот факт, что импульсы на выходе ФЭУ имеют длительность нескольких наносекунд и широкий разброс по амплитуде. Преодолеть эту трудность позволяет использование дискриминатора импульсов с изменяющимся порогом, зависящим от амплитуды поступающего импульса. Преобразование интервала времени в амплитуду импульса производится так называемым время-амплитудным преобразователем, имеющим два входа старт и стоп соответственно для первого и второго импульсов. Такие схемы хорошо разработаны в электронике. Особенность таких преобразователей в том, что они срабатывают от первого поступающего импульса стоп и не регистрируют никаких последующих импульсов в течение определенного мертвого времени. Поэтому, если на фотоумножитель после импульса возбуждения попадут последовательно два фотона, будет зарегистрирован лишь первый из них. [12]
Из спектра полученных таким образом рентгеновских лучей далее выделяют монохроматический пучок, используя следующие методы [5, 27, 28, 29]: а) пропускают рентгеновские лучи через фильтр; б) для отбора нужной длины волны, проходящей к детектору, применяют изогнутый и шлифованный кристалл; в) с помощью анализатора амплитуды импульсов отбирают только те импульсы, которые имеют соответствующую энергию. Длину волны рентгеновского излучения обычно выбирают таким образом, чтобы при измерении пропускания не было большого поглощения, а при измерении отражения не происходило глубокого проникновения излучения в образец. [14]
Блок-схема анализатора амплитуд импульсов ( АИ) приведена на рис. 8.25. Анализатор состоит из аналого-цифрового пре-ебразователя АЦП обычно интегрирующего типа. [15]
Страницы: 1 2