Рис.1. Входные и выходные сигналы линейных ворот, работающих в нормально закрытом режиме. а) входные линейные сигналы, б) управляющий сигнал, в) выходной сигнал.

Линейные ворота (линейный пропускатель)

    Линейные ворота имеют два входа - линейный и управляющий. На линейный вход поступают спектрометрические (линейные) сигналы, например от усилителя, на управляющий - логические сигналы. Линейные ворота обычно могут работать в двух режимах. В нормально закрытом режиме линейные ворота пропускают линейный сигнал при наличии сигнала на управляющем входе. В противном случае линейный сигнал блокируется (см. рис. 1). В нормально открытом режиме все наоборот. Линейный сигнал блокируется при наличии управляющего сигнала. Длительность управляющего сигнала в линейных воротах обычно может регулироваться.

Расширитель
(Stretcher)

    Расширитель - это устройство, которое преобразует входные импульсы в импульсы прямоугольной формы, сохраняя при этом амплитуду. Длительность переднего и заднего фронтов выходных импульсов ~100-300 нс. Длительность импульса обычно регулируется и составляет несколько микросекунд. У качественных расширителей спад вершины <0.3 мВ/мкс. Расширители могут оформляться как отдельные модули, а могут входить в состав других устройств. Расширители используются, например, при сложении аналоговых сигналов или для уменьшения искажений амплитудных распределений, вызванных так называемыми "резаными" импульсами в АЦП. Этот эффект возникает когда аналого-цифровой преобразователь, обработав сигнал, открывается для обработки следующего во время его спада. Использование сигналов с плоской вершиной и коротким задним фронтом уменьшают вероятность таких событий.

Устройства временного согласования сигналов

    Для временного согласования сигналов нередко требуются устройства, вносящие в линейный или логический тракт задержку. Например, выделяя необходимый энергетический диапазон с помощью одноканального анализатора, логические импульсы с его выхода должны поступать на управляющий вход линейных ворот. Однако для выполнения своей задачи одноканальный анализатор затратит некоторое время, и управляющий сигнал появится на соответствующем входе линейных ворот позже, чем сигнал с усилителя. Для "правильной" работы линейных ворот необходимо, чтобы на его линейный и управляющий входы соответствующие сигналы поступали одновременно. Для этого в данном случае линейный сигнал необходимо задержать. В других случаях необходимо задерживать логические сигналы. Например, для оптимальной работы системы совпадений. Некоторые устройства могут иметь встроенные задержки, в противном случае нужно использовать специальные модули.

Задержка линейных сигналов
(Delay Amplifier)

    Это устройство служит для задержки линейных сигналов. Можно рассматривать его как усилитель с коэффициентом усиления 1. Задержка не должна искажать измеряемого амплитудного распределения, а только обеспечивать регулировку задержки в пределах нескольких микросекунд.

Наносекундная задержка

    Задержка сигнала на несколько десятков наносекунд не сложная задача. Стандартные кабели, использующиеся для передачи сигналов вносят задержку в несколько наносекунд на метр. Наносекундная задержка представляет собой набор кабелей разной длины, которые можно последовательно соединять в разных сочетаниях, меняя, таким образом, суммарную задержку. Главное, чтобы кабели были хорошо откалиброваны по длине, чтобы задержку можно было установить достаточно точно. Хотя наносекундная задержка может быть установлена как в линейных, так и в логических цепях, необходимость в ней возникает, как правило, только в быстрых логических цепях.

Генератор задержки логических сигналов

    При необходимости задержать логический сигнал на время большее, чем несколько десятков наносекунд, использовать кабели неудобно. Кроме того, иногда возникает необходимость преобразования быстрых логических сигналов в медленные и наоборот, изменить их длительность. Для этих целей используют специальные устройства. Генераторы задержки позволяют плавно изменять задержку логических сигналов до ~100 мкс.

Генератор точной амплитуды

    Генератор точной амплитуды предназначен для проверки работоспособности и настройки, как отдельных модулей электронной системы, так и всей системы в целом.
    С помощью генератора точной амплитуды можно имитировать сигналы детектора. Он может подсоединяться непосредственно ко входу чувствительного к напряжению предусилителя. К зарядочувствительному предусилителю он подсоединяется через зарядовый терминатор, который преобразует сигнал напряжения в эквивалентный заряд (Диапазон имитированных зарядов зависит от зарядового терминатора и обычно 0-2 пК, что соответствует диапазону энергий поглощенных в кремниевом детекторе 0-44 МэВ). Передние экспоненциальные фронты импульсов генератора короткие. Может быть предусмотрена их регулировка в диапазоне от ~10 нс до долей микросекунды или даже нескольких микросекунд. Экспоненциальные спады импульсов обычно имеют длительность в несколько сотен микросекунд. Может также быть предусмотрена их регулировка от единиц микросекунд до тысячи. Уровень выходного сигнала с помощью прецизионных потенциометров может точно устанавливаться и калиброваться в энергетических единицах (МэВ). Собственные шумы генератора точной амплитуды малы, меньше 0.003% от амплитуды сигнала, что позволяет измерять шумы электронной системы спектрометра. Полная ширина на половине высоты (FWHM) амплитудного распределения регистрируемых сигналов генератора точной амплитуды определяет уровень шумов. Генератор может использоваться также для настройки временного согласования сигналов, установки амплитудных диапазонов одноканальных анализаторов и т.п.
    Генерируемая частота невелика (1-100 Гц). Чаще всего в генераторах точной амплитуды можно выбрать две частоты - от собственного осциллятора (~70 Гц) и от сети (50 Гц). Сравнение работы системы на двух этих частотах может помочь в обнаружении сетевых наводок.
    Одновременная с набором экспериментальной информации работа генератора может вносить искажения, из-за несоответствия имитирующих сигналов генератора настроенной на реальные сигналы детектора цепи компенсации полюса нулем.

[ОГЛАВЛЕНИЕ]