Электронный канал

(51) 03 19/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ нелинейных секций в тракте прохождение аналогового сигнала. Электронный канал включает ЗВП, число которых, а также число источников опорного напряжения увеличивают в- раз. Дополнительно вводят токовый предусилитель, схемы И-НЕ и счетчики по числу ЗВП, шину данных, генератор счетных импульсов. Токовый предусилитель включают на вход первого, чувствительного ЗВП,полярности всех источников опорного напряжения кроме первого, выбирают полярностью, обратной полярности входного сигнала. Выход генератора счетных импульсов соединяют с первыми входами схем И-НЕ, вторые входы которых соединяют с выходами ЗВП. Выходы схем И-НЕ соединяют с входами счетчиков, выходы счетчиков соединяют с шиной данных. Коэффициенты преобразованияЗВП с первого 1 по последнийвыбирают с учетом соотношения 23, заданного формой амплитудной характеристики электронного канала.(72) Садыков Турлан Хамзинович Байгубеков Али Сафарович Жумабаев Бейбит Тенелович Крякунова Ольга Николаевна Застрожнова Наталья Николаевна(57) Электронный канал относится к области ядерной электроники и может быть использован в экспериментальной физике для измерения импульсных электрических зарядов. Отличительной особенностью изобретения является возможность получения широкого динамического диапазона измерения заряда вплоть до 1061 программным путем без применения др. Современная ядерная электроника. М.,Атомиздат, 1974, т.1, с.147,148, фиг.2.7). На выходе ЗЧУ сигнал представляет собой импульс напряжения с амплитудой выхв /Сос,пропорциональной входному зарядуи с ошибкой/(-)/, где- время интегрирования заряда. В тоже время необходимо, чтобы формой выходного сигнала был временной строб с длительностью, пропорциональной входному заряду. Это позволит простыми средствами преобразовать сигнал в цифровой код. Таким образом,недостатком известного электронного канала является невозможность получения выходного сигнала в форме длительности. Известен электронный канал, наиболее близкий к заявляемому и взятый за прототип (м, .433 (1999) 671, .1,2). Известный электронный канал представляет собой зарядо-временной преобразователь (ЗВП). Выходным сигналом является временной строб, длительность Т которого пропорциональна входному заряду Т/0 где- входной заряд, 0- ток источника порогового напряжения,протекающий в направлении, обратном входному току . Линейный динамический диапазон известного измерительного канала равен (см.1) Таблица 1 Зависимость временного интервала Т от входного напряжения Заявляемый электронный канал относится к области ядерной электроники и может использоваться в экспериментальной физике на ускорителях, коллайдерах, атомных реакторах,станциях космических лучей. Электронный канал (измерительный канал, канал регистрации) является обязательным структурным элементом любой регистрирующей системы, может быть выполнен на транзисторах, интегральных схемах или с использованием современной нанотехнологии и служит для измерения и обработки аналогового электрического сигнала на выходе детекторов ионизации. Известен электронный канал (см. А.П. Цитович. Ядерная радиоэлектроника. М., Наука, 1967, с.32,Рис.22), включающий транзисторный эмиттерный повторитель. Недостатком известного канала является низкое входное сопротивление (менее 100 кОм), что приводит к шунтированию цепи детектора, и, как следствие - к невозможности сбора(интегрирования) измеряемого заряда на входе канала. Таким образом, недостатком известного устройства является невозможность сбора заряда на его входе. Известен электронный канал, включающий зарядо-чувствительный усилитель (ЗЧУ) (см. Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Матвеев А.В. и./.2500/25100. В то же время, в большинстве физических экспериментов требуется проводить измерения в динамическом диапазоне, гораздо большем, вплоть до величин 5105-106, что невозможно осуществить с помощью известного электронного канала. Таким образом,недостатком известного электронного канала является низкий динамический диапазон. Заявляемое изобретение устраняет отмеченный недостаток,позволяя получить технический результат, состоящий в увеличении динамического диапазона электронного канала. Электронный канал включает ЗВП, число которых, а также число источников опорного напряжения увеличивают в -раз. Дополнительно вводят токовый предусилитель, схемы И-НЕ и счетчики по числу ЗВП, шину данных, генератор счетных импульсов. Токовый предусилитель включают на вход первого, чувствительного ЗВП,полярности всех источников опорного напряжения кроме первого, выбирают полярностью, обратной полярности входного сигнала. Выход генератора счетных импульсов соединяют с первыми входами схем И-НЕ, вторые входы которых соединяют с выходами ЗВП. Выходы схем И-НЕ соединяют с входами счетчиков, выходы счетчиков соединяют с шиной данных. Коэффициенты преобразованияЗВП с первого 1 по последнийвыбирают с учетом соотношения 23, заданного формой амплитудной характеристики электронного канала. 2 На Фиг. 1 приведена структурная схема предложенного электронного канала, где обозначено 1 источник сигналов 2 токовый предусилитель 3 ЗВП 4 схема И-НЕ 5 счетчик 6 генератор счетных импульсов 7 шина данных 8 источник опорного напряжения Е 0 опорное напряжение- входной токовый сигнал отрицательной полярности Т - временной строб- цифровой код. Принцип работы ЭК следующий. Входной сигнал от источника сигналов 1 в виде импульса тока отрицательной полярности поступает на вход предусилителя 2 и на входы зарядо-временных преобразователей (ЗВП) 3, начиная с ЗВП под вторым номером. Предусилитель инвертирующий,поэтому на вход первого ЗВП сигнал приходит с инверсией фазы, т.е. положительной полярности. Таким образом, предусилитель используется лишь для первого, чувствительного ЗВП, а на входы остальных, грубых ЗВП сигнал подается непосредственно с выхода источника сигнала 1. Временные стробы Т разной длительности(Т 1,Т 2 Т) с выходов ЗВП поступают на первые входы схем И-НЕ 4, на вторые входы которых подаются счетные импульсы от генератора 6. Число счетных импульсов,заполнивших временные стробы, подсчитываете далее счетчиками 5. Таким образом, осуществляется цифровое кодирование временных стробов. Все полученные цифровые коды (1, 2) поступают на шину данных 7 и далее могут вводиться в компьютер для обработки. Источники 8 опорного напряжения Е 0 соответствующей полярности используются в схемах ЗВП для формирования временных стробов. Так как коэффициенты преобразованиявсех ЗВП не равны по величине (23), осуществляются перегибы амплитудной характеристики, что и обеспечивает широкий динамический диапазон ЭК. Другими словами, весь широкий диапазон разбивается на отдельные узкие поддиапазоны, число которых определяется числомзарядновременных преобразователей. Суммарная кусочно-линейная амплитудная характеристика заряд-код состоит излинейных отрезков, имеющих разную крутизну. Число точек перегиба характеристики равно -1. Таким образом, получен новый технический результат, состоящий в увеличении динамического диапазона электронного канала. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электронный канал, включающий зарядновременной преобразователь и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что увеличено число зарядно-временных преобразователей и источников опорного напряжения в-раз,дополнительно введен токовый предусилитель, схем И-НЕ, -счетчиков, генератор счетных импульсов и шина данных, при этом токовый предусилитель включен на входе первого,чувствительного зарядно-временного преобразователя, входы остальных -1 зарядновременных преобразователей объединены и соединены с выходом источника сигналов, выходы зарядно-временных преобразователей через первые входы схем И-НЕ и счетчики подключены к шине данных, а вторые входы схем И-НЕ соединены с выходом генератора счетных импульсов. 2. Электронный канал по п.1, отличающийся тем, что полярность всех источников опорного напряжения, кроме первого, выбирают обратной полярности входного сигнала. 3. Электронный канал по п.1, отличающийся тем, что коэффициенты преобразованиязарядновременного преобразователя с первого 1 по последнийвыбраны с учетом соотношения 23, заданного формой амплитудной характеристики электронного канала.