Формирователь импульсов электродинамического анализатора

 

Изобретение предназначено для использования в энергетических анализаторах многозарядных ионов, в которых необходимо формирование напряжения вида U(t)U, О t Си U(t) и 51 , t i- -D- , где Uo - амплитуда импульса напряжения, с - время пролета ионов от места образования плазменного сгустка до детектора. При этом в электростатическом поле происходит разделение ионов по заряду независимо от энергии. Целью изобретения является повышение точности формирования импульсов электродинамического анализатора. Устройство содержит аналоговые ключи 1 и 2, блок 3 линейного интегрирования, блок 4 двойного интег1)ирования, блок 5 задержки, блок управления ключами, программируемый источник 7 напряжения, аналоговый умножитель 8, сумматор 9,блок 10 деления напряжений, источники 11 и 12 опорного напряжения, компаратор 13, блоки 14 и 15 установки начдльных условий, входные 16, 17 и 18 и выходную 19 шины. В устройстве обеспечивается возможность управления величиной задержки, крутизной спада генерируемых импульсов и начального уровня напряжения. 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (5l) 4 Н 03 К 4/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4042 44/24-21 (22) 24.03.86 (46) 15.01.88. Бюл. У 2 (72) А.Л. Семенов (53) 621.374.3(088.8) (56) Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.P.

400 схем для АВМ, М.: Энергия, 1978, с. 106, п. 3-4-1.

Еicher Т., Rehr К., Weber Н.

Т Ohys Е.: Sci.lnstrum. 1983, V .16, У 9, р. 903. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗАТОРА (57) Изобретение предназначено для использования в энергетических анализаторах многозарядных ионов, в которых необходимо формирование напря жения вида U(t)=U, 0 < t < и U(t)=

=U — t где U - амплитуда им ca 2 1 — з о пульса напряжения, — время пролета ионов от места образования плазменного сгустка до детектора. При этом в электростатическом поле происходит разделение ионов по заряду независимо от энергии. Целью изобретения является повышение точности формирования импульсов электродинамического анализатора. Устройство содержит ана. логовые ключи 1 и 2, блок 3 линейного интегрирования, блок 4 двойного интегрирования, блок 5 задержки, блок управления ключами, программируемый источник 7 напряжения, аналоговый умножитель 8, сумматор 9,блок

10 деления напряжений, источники 11 и 12 опорного напряжения, компаратор

13, блоки 14 и 15 установки начальных условий, входные 16, !7 и 18 и выходную 19 шины. В устройстве обеспечивается возможность управления величиной задержки, крутизной спада генерируемых импульсов и начального уровня напряжения. 1 ил.

О,, 0(tс

„-г

О, о

U (t)= (4) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в энергетических анализаторах многозарядных ионов, в которых необходимо формирование напряжения нида где U, - амплитуда импульса напряжения; — время пролета ионов от места образования плазменного сгустка до детектора. При этом в электростатическом поле происходит разделение ионов по заряду независимо от энергии. ! г

Цель изобретения — повышение точности формирования импульсов электро. динамического анализатора.

На .чертеже приведена структурная схема устройства.

Формирователь содержит первый и второй аналоговые ключи 1 и 2, блок

3 линейного интегрирования, блок 4 двойного интегрирования, блок 5 задержки, блок 6 управления ключами, программируемый источник 7 напряжения, аналоговый умножитель 8, : .мматор .9, блок 10 деления напряжений, первый и второй источники 11 и 12 опорного напряжения, компаратор 13, первый и второй блоки 14 и 15 установки начальных условий, первую, вторую и третью входные шины 16, 17 . и 18, выходную шину 19.

Блок 3 линейного интегрирования представляет собой интегратор со сбросом, блок 4 двойного,интегрирования может быть выполнен в виде последовательного соединения двух интеграторов со сбросом. Блок 5 задержки формирует импульс на своем выходе с задержкой относительно импульса на первой входной шине 16, причем величина может регулироваться кодом на второй входной шине

17. Блок 6 может быть выполнен в виде R-S-триггера.

В исходном состоянии аналоговые ключи 1 и 2 разомкнуты, сигнал с вы- хода блока 6 через блоки 14 и 15 замыкает ключи в блоках 3 и 4, и на выходах последних устанавливаются ! напряжения U и 0„ соответствен-! г но, которые могут задаваться, например, путем подачи соответствующих уровней напряжения на неинвертирую-, 67140

2 щие входы операционных усилителей, входящих в интеграторы со сбросом в блоках 3 и 4.

Импульс "Старт" поступает на первый вход блока 5, с выхода которого задержанный на время t = импульс г" поступает на блок 6, который переводит оба аналоговых ключа 1 и 2 в

)0 замкнутое состояние. При этом через аналоговый ключ 1 на первый вход бло ка 3 линейного интегрирования протекает ток, формируемый программируе". мым источником 7. Величина напряже1г ния Е, с блока 7 устанавливается по

его входу двоичным кодом с магистрали ЭВМ. В качестве программируемого источника 7 может быть использован цифроаналоговый преобразователь. Че20 рез аналоговый ключ 2 на вход блока

4 двойного интегрирования протекает ток, формируемый напряжением на выходе аналогового умножителя 8 с объединенными входами, соединенными с

25 программируемым источником 7. Поэтому напряжение на выходе аналогового умножителя 8 составляет Е =Е, °

Напряжение на выходе блока 3 линейного интегрирования меняется по закону

0,()=и„+ "„" К,, =-., (2) о, а напряжение на выходе блока 4 двой« ного интегрирования

35 где, и ". постоянные времени блоков 3 и 4.

Выбираем значения постоянных времени, и г равными Г, =Тг о.

Напряжения О (й) и u (t) поступают на входы сумматора 9, на выходе которого в соответствии с выражениями (2) и (3) формируется напряжение U (1) U,(t)=2U,()+0,() О (U„ +

"О где Uí = 20í, +Он

Когда напряжейие U > (t) превышает

55 значение U„,, формируемое источником 12 опорного,напряжения, срабатывает компаратор 13, который через блок 6 переведет аналоговые ключи 1 и 2 в разомкнутое состояние.

1367140

ВНИИПИ Заказ 6851/54 Ти аж 928 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, длительность формируемых импульсов составляет нм =" "(u„o - 40н) . (5) 5 (В момент времени = + Т й„яр блок 3 устанавливают.в начальное условие U = Оя первым блоком !4, а блок 4 — в начальное условие U<=Uн вторым блоком 15.

На второй вход блока 10 подается напряжение U (é), а к первому входу блока 10 подсоединен источник ll опорного напряжения величиной U, 1 15

На выходной шине 19 устройства формируется напряжение (!

U„(t)" " н (6) где Кц - масштабный коэффициент блока деления двух напряжений, соответствующий конкретной схеме включения.

Сравнение выражений (1) и (6) по- .

° зволяет определить параметры импульсов формирователя I

If

Un Kuu н

30 (8)

По сравнению с известным устройством данное устройство имеет более высокую точность, так как в нем умно- 35 жаются постоянные напряжения, а не изменяющиеся, как в известном устройстве. Кроме того, обеспечивается возможность управления величиной задерж. ки, крутизной спада генерируемых импульсов и начального, уровня напряжения.

Формула изобретения

Формирователь импульсов электродинамического анализатора, содержащий блок задержки, программируемый источник напряжения, блок линейного интегрирования, первый и второй ана- 50 логовые ключи, блок управления ключами, аналоговый умножитель, блок деления напряжений, компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, первый и второй блоки установки начальных условий, при этом первый и второй входы блока задержки соединены с первой и второй входными шинами соответственно, а выход соединен с первым входом блока управления ключами и входами первого и второго блоков установки начальных условий, выход блока управления ключами соединен с управляющими входами первого и второго аналоговых ключей, выход программируемого источника напряжения соединен с информационным входом первого аналогового ключа, а вход соединен с третьей входной шиной, выход первого аналогового ключа соединен с первым входом блока линейного интегрирования, первый вход блока деления двух напряжений соединен с выходом первого источника опорного напряжения, первый вход компаратора соединен с выходом второго источника опорного напряжения, а выход — с вторым входом блока управления ключами, выход первого блока установки начальных условий соединен с вторым входом блока линейного интегрирования, выход блока деления двух напряжений соединен с выходной шиной, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности формирования импульсов, в него введены блок двойного интегрирования и сумматор, при этом первый и второй входы аналогового умножителя соединены с выходом программируемого источника напряжения, а выход соединен с информационным входом аналогового ключа, выход которого соединен с первым входом блока двойного интегрирования, второй вход которого соединен с выходом второго блока установки начальных условий, первый вход сумматора соединен с выходом блока линейного интегрирования, второй вход — с выходом блока двойного интегрирования, а выход — с вторым входом компаратора и вторым входом блока деления напряжений.