Многоканальная система счета фотонов

 

Изобретение относится к фотоэлектронике и может быть использовано для регистрации слабых световых потоков. Цель изобретения - повышение точности измерений. Световой поток поступает на электронно-оптический преобразователь 1, оптически сопряженный с телевизионной передающей трубкой (ТПТ) 3, переходные процессы в которой (в момент ее включения) ограничивают точность измерений. С целью устранения этого недостатка в систему введены делитель 21 частоты кадровых синхроимпульсов и второй Д-триггер 22 с соответствующими связями, что обеспечивает работу ТПТ 3 в непрерывном импульсном режиме "Накопление-считывание" независимо от наличия (отсутствия) управляющих сигналов на выходе блока регулируемой задержки 9, т.е.независимо от работы лазера. При этом на время потери чувствительности ТПТ 3 и время отсутствия управляющих сигналов по причине нестабильной работы лазера съем информации с блока 6 обработки сигнала и управление блокируется, а после устранения причин сбоя измерения автоматически возобновляются. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) С 01 3 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, (21) 4400173/28-25 (22) 23,02.88 (46) 23, 06. 90. Бюл. 1Ф 23 (71) Опытно-конструкторское бюро приборов контроля и автоматики (72) В.Н.Х!инченко (53) 621.383(088.8) (56) Вайнер Ю.Г. и др. — Многоканаль ная система счета фотонов для регист рации слабых спектров. — ПТЭ, 1981, Р 4, с.183.

Авторское свидетельство СССР

N - 1396725, кл. G 01 J 1/42, 1987.

„„SU„„1573352 А 1

2 (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СЧЕТА

ФОТОНОВ. (57) Изобретение относится к фотоэлектронике и может быть использовано для регистрации слабых световых потоков. Цель изобретения — повьппение точности измерений. Световой поток поступает на электронно-оптический преобразователь 1, оптически сопряженный с телевизионной передающей трубкой (ТПТ) 3, переходные процессы в которой (в момент ее включения) 7335 ограничивают точность измерений. С целью устранения этого недостатка в систему введены делитель 21 частоты кадровых синхроимпульсов и второй

D-триггер 22 с соответствующими свяэ зями, что обеспечивает работу ТПТ 3 в непрерывном импульсном режиме Накопление-считывание" независимо от наличия (отсутствия) управляющих сиг- Ið налов на выходе блока регулируемой задержки 9, т.е. независимо от работы лазер".. При этом на время потери чувствительности ПТП 3 и время отсутствия управг.яюших сигналов по причине нестабильной работы лазера съем информации с блока 6 обработки сигнала и управления блокируется, а после устранения причин сбоя измеренйя автоматически возобновляется. 1 э.п. ф лы. 1 ил.

Изобретение относится к фотометрии, а именно к устройствам для регистрации слабых световых потоков.

Цель изобретения — повышение точ— ности измерений за счет исключения влияния переходных процессов в телевизионной .передающей трубке, На чертеже представлена структурная схема многоканальной системы счета фотонов.

Система содержит последовательно

25 размещенные на оптической оси ЭОП l объектив 2, телевизионную передающую трубку (ТПТ) 3 с узлом 4 подсветки, выход которой через усилитель 5 подключен к третьему входу блока 6 обра- 3Р ботки сигнала и управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами кадровых и строчных синхроимпульсов. синхронизатора 7, последовательно включенные 35 фотоприемник 8, блок 9 регулируемой о задержки, блок 10 затвора, выход которого соединен с затвором ЭОП 1, а также элемент И 11, блоки 12 и 13 питания узла 4 подсветки и ключ 14, 40 первый D-триггер 15, счетчик 16 импульсов, многоканальный накопитель

17, цифровой компаратор 18, блок 19 задания кодов, формирователь 20 импульсов и вновь введенные делитель 21 45 частоты импульсов и второй D — триг— гер 22, Синхронизатор 7 содержит синхрогенератор 23 и фазовращатель 24 °

Многоканальная система счета фотонов работает следующим образом. 5Î

В исходном состоянии на пятый вход блока 6 обработки сигнала и управления с выхода делителя 21 частоты импульсов непрерывно поступает каждый четвертый кадровый синхроимпульс (КСИ). Коэффициент деления делителя 21 частоты равен четырем, чтобы организовать цикл работы ТПТ 3 из четырех полукадров стандартной телевизионной развертки: первый полу-кадр — считывание информации с мишени ТПТ 3, последующие — для стирания остаточного сигнала с мишени

ТПТ 3. Блок 6 обработки сигнала и управления формирует на третьем и четвертом выходах сигналы для управления работой ТПТ 3, Последняя на время высвечивания люминофора ЭОП 1 открывается сигналом на фотокатодном входе, длительность которого определяет время накоплеиия сигнала на мишени., Накопление происходит при запертом модуляторе ТПТ 3, когда сигнал на ее модулирующем входе отсутствует °

Для считывания и стирания накопленной информации на модулирующий вход ТПТ.:.3 подается сигнал с четвертого выхода блока 6 обработки сигнала и управления, ТПТ 3 постоянно находится в режиме "Накопление-считывание., что исключает переходные процессы с их отрицательным влиянием на результаты измерений.

Во время считывания информации с мишени ТПТ 3 видеосигнал отсутствует, так как ЭОП 1 закрыт. На втором выходе блока 6 обработки сигнала и управления формируются сигналы "IIeреключение каналов, которые не проходят на вход многоканального накопителя 17, так как элемент И 11 блоки-. рован выходным потенциалом D-триггера 22. Последний установлен в ну левое состояние сразу по включении питания (цепи установки в нуль не показаны).

Цикл регистрации спектра исследуе- мого объекта начинается с прихода на фотоприемник 8 части импульсного излучения. лазера (не показан), используемого для возбуждающего воэдей5" 6 потери чувствительности ТПТ 3 код на выходе счетчика !6 меньше кода в блоке !9 задания кодов, на выходе цифрового компаратора !8 будет уровень

"Лог."1", и .триггер 15 устанавливается в единичное состояние. Формирователь 20 импульсов по положительному перепаду уровня с выхода триггера 15 формирует отрицательный импульс, который открывает ключ 14, подключая с лампам узла 4 подсветки дополнительно блок 13 питания на время, необходимое для восстановления чувствительности ТПТ 3 (1 — 2 с).

Одновременно этот отрицательный импульс поступает на D-вход D-триггера 22, и по сигналу с выхода блока 9 регулируемой задержки D-триггер 22 переключается в нулевое состояния, блокируя на время восстановления чувствительности ТПТ 3 сигналы с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управления °

После окончания отрицательного импульса на выходе формирователя 20 импульсов первым импульсом с выхода блока 9 регулируемой задержки D-триггер 22 переключится в единичное состояние и разблокирует элемент И 11. Процесс регистрации спектра исследуемого объекта продолжится.

Для обеспечения описанной работы многоканальной системы счета фотонов необходимо, чтобы выстрел лазера совпадал по времени с кадровым гасящим импульсом, т.е. нужна взаимная синхронизация блока управления лазером и синхронизатора 7. Поскольку выстрел лазера жестко привязан к переходу через нуль сетевого напряжения с отставанием по фазе на некоторый угол д, то совместить во времени вы:трел лазера и кадровый гасящий импульс возможно, если синхронизатор 7 также синхронизировать сетевым напряжением. Фазовый сдвиг может быть скомпенсирован с помощью фазовращателя. С этой целью синхронизатор 7 имеет в своем составе синхронизатор 23, синхронизируемый сетевым напряжением, которое подается на его вход синхронизации через фазовращатель 24. Синхрогенератор 23 формиру- . ет кадровый гасящий синхроимпульс, >привязанный фронтом к переходу через нуль сетевого напряжения. Фазовраща1 тель 24 рассчитан на фазовый сдвиг лЦ

5 !5733 ствия на исследуемый объект. Импульсом с выхода фотоприемника 8 включается блок 9 регулируемой задержки, сигнал которого запускает блок 10 затвора. Высоковольтный импульс с выхо5 да блока 10 затвора поступает на затвор ЗОП l Одновременно сигнал с выхода блоха 9 регулируемой задержки .поступает на С-вход D-триггера 22 и, переключает его в единичное состояние (1|Лог."!" íа прямом выходе), если на

D-входе триггера 22 присутствует уровень "Лог.l" с выхода формирователя

20 импульсов, который определен нуле- 1 вым выходом D-триггера 15 заданным по К-входу кадровыми синхроимпульсами.

"Лог.l" с выхода D-триггера 22 разрешает прохождение сигнала через элемент И 11 с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управления на вход переключения каналов многоканального накопителя 17.

Во время считывания информации с мишени ТПТ 3 видеосигнал с ее выхода 25 передается в блок 6 обработки сигнала и управления, с первого выхода которого импульс, соответствующий единичному фотособытию, поступает на счетный вход многоканального накопителя 17 и счетчика 16 импульсов. Переключение каналов многоканального накопителя 17, производится сигналами с выхода элемента И 11. После записи информации в последний канал на выхо35 де окончания цикла многоканального накопителя !7 формируется сигнал, по которому с первого и второго выходов блока 6 обработки сигнала и управления прекращается выдача сигналов на счетный вход и вход переключения каналов многоканального накопителя 17, и производится запись в D-триггер 1 5 информации с выхода цифрового компаратора 18 и установки D-триггера 22 в нулевое состояние по R-входу.

С приходом следующего сигнала с блока 9 регулируемой задержки D-триггер 22 устанавливается по D-входу 33 единичное состояние, разрешая прохождение через элемент И 11 сигналов с второго выхода блока 6 обработки сигнала и управления, и весь процесс считывания информации с мишени ТПТ 3 повторяется.

Цифровой компаратор 18 анализирует информацию, поступающую на его входы с выходов счетчика 16 импульсов и блока 19 задания кодов. В случае

1523352

15 ния.

Составитель А.Грузинов

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

z eäàêòoð С.Патрушева

Заказ 1638 Тираж 426 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113ОЗ э, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-издат тьский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

В устройстве исключается влияние переходных процессов в телевизионной передающей трубке на точность измерений благодаря переводу ТПТ в не11

5 прерывныи импульсный режим Накопление-считывание

В случае внезапного исчезновения чувствительности .ТПТ 3 или в случае отсутствия выходных сигналов блока 9 регулируемой задержки объем информации с блока 6 обработки сигнала и управления блокируется. После устранения указанных факторов измерения автоматически возобновляются °

Изобретение позволяет повысить точность измерений, автоматизировать процесс измерений при сохранении высокой достоверности информации.

Формула изобретения

1. Многоканальная система счета фотонов, содержащая, последовательно размещенные на оптической оси элект-25 ронно-оптический преобразователь с затвором, объектив, узел подсветки с подключенными к нему двумя блоками питания и телевизионную передающую трубку, поцсоединенную выходом к входу усилителя, последовательно соединенные фотоприемник, блок регулируемой задержки и блок затвора, выход которого соединен с затвором электронно-оптического преобразовате35 ля, а также синхронизатор, первый

D-триггер, счетчик импульсов, многоканальный накопитель и блок обработки сигнала и управления с пятью входами и четырьмя выходами, подключенный первым входом к выходу кадрового синхроимпульса синхронизатора, к

R-входу первого D-триггера и к .входу счетчика импульсов, вторым входом— к выходу строчного синхроимпульса син 45 хронизатора, третьим — к выходу усилителя, четвертым входом — к выходу окончания цикла многоканального накопителя и к С-входу первого D-триггера, первым выходом — к счетным входам многоканального накопителя и счетчика импульсов, третьим и четвертым выходами — соответственно к фотокатодному и модулирующему входам телевизионной передающей трубки, элемент И, цифровой компаратор, блок задания кодов, формирователь импульсов и ключ, подсоединенный одним информационным входом к общей шине, другим — к выходу второго блока питания, выходом— к второму входу узла подсветки, а управляющим входом через формирователь импульсов к выходу первого

D-триггера, подключенного .D-входом к выходу цифрового компаратора, который одной группой входов соединен с выходами счетчика импульсов, а другой — с выходами блока задания кодов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения влияния переходных процессов в телевизионной передающей трубке, в нее введены делитель частоты импульсов,входкоторого соединен с выходом кадрового синхроимпульса синхронизатора, а выход с пятым входом блока обработки сигнала и управления, и второй D-триггер, подсоединенный своим D-входом к выходу формирователя импульсов, С-входом — к выходу блока регулируемой заде! жки, R-входом — к выходу окончания цикла многоканального накопителя и единичным вьходом — к одному из входов элемента И, другой вход которого соединен с вторым выходом блока обработки сигнала и управления, а выход элемента И подсоединен к входу переключения каналов многоканального накопителя.

2. Система по п.!, отличающаяся тем, что синхронизатор содержит синхрогенератор и фазовращатель, причем вход синхронизации синхрогенератора через фазовращатель соединен с сетевым источником пита