187805. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés impulzusok alak szerinti megkülönböztetésére alkalmas, amplitudótól független impulzuspár feloldási idővel és a zajszinthez automatikusan alkalmazkodó detektálási küszöbszinttel rendelkező jelfelismerő áramkör megvalósítása
1 187.805 2 ugyanolyanok, mint a 3. ábrán. A bemeneti jel hatására a komparátor „bebillen”, és indítja a Tm időtartamú jelet szolgáltató monostabil multivibrátort (ugyanúgy, mint a 3. ábrán). A monostabil multi vibrátor jelének időtartamára az S, és S2 elektronikus kapcsolók zárnak. C, kondenzátor gyorsan jelfeszültségre töltődik, a C2 kondenzátor pedig kisül, így a, b és c pontok feszültsége nulla lesz, és nulla marad a kapcsolók nyitása után is. Ha egy újabb impulzus a Tm időtartam után jelentkezik (mint azt a 4. ábrán láthatjuk), a berendezést alapállapotban találja, és a detektálás újra megtörténik. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy alacsony detektálási küszöbfeszültség (relative vagy formáló időállandók) ellenére rövid, a jelek amplitúdójától csaknem független pile-up feloldási időt lehessen megvalósítani. (A jelfelismerő holtidejét az MM monostabil multivibrátor Tm impulzusszélessége határozza meg.) A találmány szerinti elrendezés működéséből származik egy újabb előnyös tulajdonság. Nevezetesen az, hogy a jelfelismerő alkalmas impulzusok felfutási idő szerinti megkülönböztetésére is. Félvezető detektorok esetén egyes detektált részecskék vagy kvantumok hatására a detektor inaktív tartományban keletkező töltéshordozók lassú begyűjtése miatt az előerősítő kimenetén hosszú felfutási idejű impulzusok jönnek létre. Az ilyen impulzusok a spektrométer kimenetén csökkent amplitúdójú kimeneti jeleket eredményeznek (ballisztikus deficit), amelyek a spektrumvonalat szélesítve a feloldás romlását eredményezik vagy a spektrum ún. hátterét növelik, megnehezítve esetleges kis intenzitású csúcsok kimutatását illetve mérését. Ha a felfutási idő hosszabb mint a jelfelismeröben Alkalmazott MM monostabil multivibrator billenési ideje, akkor két vagy több impulzus jelenik meg a kimeneten ugyanúgy, mint pile-up esetében. (A megfelelő jelalakokat az 5. ábra idődiagramjai mutatják.) A spektrométerben a mintavételt vezérlő logikai egység ilyenkor a mintavételt tiltja, megakadályozza a hamis amplitúdójú impulzusok feldolgozását. A találmány szerinti jelfelismerő áramkör jel-zaj szeparációs tulajdonságát tovább javíthatjuk, ha az E elválasztó fokozat helyére megfelelő egységfeszültséggel rendelkező négyzetes feszültségátviteli karakterisztikájú egységet alkalmazzuk. (Pl. diódák v. szorzó áramkörök.) Ezek hatására a zajra szupresszió, a jelre expanzió következik be. A találmány szerinti elrendezés kiviteli alakja ekkor a 6. ábrának megfelelően alakul. A C, R, differenciáló áramkör (pólus-zérus kompenzálással vagy anélkül) kimenete az S, elektronikus kapcsolóhoz és az X2 négyzetreemelő áramkör bemenetéhez csatlakozik. Az R2C2 integráló tag bemcnete pedig a X1 négyzetreemelő kimenetéhez kapcsolódik, miközben az elrendezés többi része változatlan marad. A négyzetes karakterisztikájú eszköz alkalmazása egy újabb előnyös tulajdonságot és egy újabb lehetőséget is jelent: a négyzetre emelés miatt a bemeneti jel polaritása tetszőleges lehet, az újabb lehetőség pedig küszöbfeszültség automatikus beállítása. Ezt valósítja meg a 7. ábra szerinti elrendezés. Itt az integráló tag kimenetéhez nagy bemeneti ellenállású előfeszített, valódi I integrátor bemenete csatlakozik, melynek kimenete a QR, differenciáló áramkörhöz csatlakozó kimenetű, szabályozható erősítésű A erősítő erősítésszabályzó bemenetéhez kapcsolódik. Fenti elrendezés egyik kiviteli formájához jutunk, ha a C,R, differenciáló áramkör bemenetéhez elektronikusan szabályozható osztási arányú feszültségosztó kimenete csatlakozik az A erősítő helyett. Az így létrejövő visszacsatolt rendszer úgy szabályozza a differenciáló időállandó és ezzel a négyzetre emelő bemenetére jutó zajfeszültséget, hogy ez a tényleges zajfeszültségtől széles tartományban független lesz. így automatikusan biztosítható az optimális jel-zaj szeparáció beállítása, és megvalósítható a mindenkori zaj nagyságának megfelelő detektálási küszöb. A találmány szerinti elrendezés egy másik kiviteli formáját úgy valósíthatjuk meg. ha az I integrátor kimenete a négyzetes karakterisztika megvalósítására szolgáló szorzó áramkör egység-feszültséget szabályozó bemenetére csatlakozik. Megfelelő beállítás esetén a jelek nem befolyásolják az integrátor bemenetére jutó zaj átlagértékét. Ezt szemlélteti a 8. ábra, amelyen a 7. ábrán látható jelfelismerö c pontján kialakuló idődiagramot ábrázoltuk. A jelekből származó rész és a detektálást követő Tm időtartamú nulla szint átlagának meg kel! egyezni az átlagos zajfeszültséggel. Ez az integrátor megfelelő előfeszítésével egyszerűen beállítható. (Az Sj, S2 elektronikus kapcsolók nélkül a jelek hatása a pontozott vonalnak megfelelően alakulna, lehetetlenné téve a küszöbszint beállítás automatizálását.) Irodalom: 1. P. Horváth, S. V. Mukhin, S. V. Richvichki, V. Streit; Dubna (1972) E 13-6674 2. C. H. Nowlin, J. L. Blankenship; Rev. Sei. Instr. 36/1965/1830 3. V. Radeka; Int. Symp. Nucl. El. Versailles 10-13. Sept. (1968) 61 4. M. O. Deighton; Nucl. Instr. Meth. 74(1961) 49 5. W. H. Zimmer, Ortec, System Appl. Studies. PSD. No. 9 (1978) Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás impulzusok alak szerinti megkülönböztetésére amplitúdótól független impulzuspár 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
