172420. lajstromszámú szabadalom • Szcintillációs kamera
5 172420 6 fejet. A 75 kollimátor tipikusan az 50 érzékelő fejjel szembe kerül szerelésre, amint a rajz mutatja, az 50 érzékelő fej a 60 konzolrészhez 47 kábellel csatlakozik. A 60 konzolrész tartalmaz két 70 oszciloszkópot, 11 vezérlő panelt, 12 indikátor panelt és a 2A-2C ábrákon mutatott helyzetmeghatározó jelfeldolgozó áramkört. A 2A-2C ábrák fényérzékelői, előerősítő áramkörei, a 2A. ábra küszöbáramköre és a 2C, ábra helyzetmeghatározó kapcsolói az 1. ábra 50 érzékelőfejében vannak elhelyezve. A 2A-2C. ábrák összes többi áramköri része fizikailag a 60 konzolrészben vannak. A találmánynál különféle fényérzékelő elrendezést lehet használni, de a legelőnyösebb az, ahol a PM-1, PM-2, PM-3, ... fényérzékelők, pl. fotosokszorozók, az 50 érzékelőfejben szorosan egymás mellett, hatszöges elrendezésben helyezkednek el. Az 50 érzékelőfej célszerűen 19 vagy 37 db fotosokszorozót tartalmaz. A PM-N fényérzékelő ez esetben vagy a PM-19, vagy a PM-37 fényérzékelőnek felel meg. Egyszerűsítés céljából csak az első három fényérzékelővel kapcsolatos áramkört ábrázoljuk részletesen a 2A. ábrán, és itt a fényérzékelőkkel kapcsolatos tápegységáramkört nem mutatjuk. Egy fotosokszorozó tápegység elrendezését a 3B. ábrán lehet látni. A 3A. ábra olyan ismert tápegység elrendezés, amelyben az 1300-1500 V-os HV nagyfeszültségű tápegység a 89 fotoanód és a 88 fotokatód közé van kapcsolva. A nagyfeszültségű táplálás egyben dinóda sorra is csatlakozik, amely a D1-D10 dinódákból és a hozzájuk tartozó R91-R100 ellenállásokból áll. Az R65 ellenállás a nagyfeszültségű forrás és a 89 fotoanód közé van kötve. A 3A. ábra ismert rendszerénél a 88 fotókatód a B ponton földre csatlakozik. Ez az elrendezés azonban alapvonal-előfeszültség kialakításához vezet. A 4A. ábrán a 89 fotoanódról jövő erősített impulzusok a C ponton elérik a H amplitúdót, majd a jelölt módon visszatérnek az alapvonalra. Ahogyan a beeső sugárzás intenzitása nő, úgy nő az impulzusok gyakorisága. A találmány szerinti megoldásban a 89 fotoanód R65 ellenálláson át az A ponton van földelve és a 88 fotókatód pedig a jelölt módon a HV nagyfeszültségű tápegység negatív kapcsára csatlakozik. Ezzel a csatlakoztatással nincs szükség a 3A. ábra C81 kondenzátorára és ennek következtéjén megszüntethető az alapvonal eltolódás, ami a 4A. ábrán mutatott módon nagy számlálási sebességeknél előfordul. A 4A. ábrán szemléltetett esetben nincs elég idő arra, hogy az R62 ellenállás elvezesse a C81 kapacitás pozitív töltését. Az A1 erősítő tehát járulékos pozitív összetevőt, azaz alapvonal előfeszültséget kap és ezért az érzékelt sugárzás által keltett negatív impulzusok már nem érik el a H amplitúdót a C ponton, hanem csak H’ amplitúdót. Az amplitudótorzítás megmarad, sőt meg nő az A4-A8 erősítőkkel felépített összegző fokozatokban. Ezenfelül a háttér és egyéb zajok, mint pl. a tápegység hullámossága, amelyet a fotosokszorozó rendszerbe a B ponton lévő földhöz viszonyítva a tápegység hoz be, a jelimpulzusokkal együtt a tápegység és az erősítő bemenet szoros csatolása következtében felerősítésre kerülnek. A találmány szerinti megoldásnál ez nem áll fenn. A 3B. ábrán, ahol az anód az A ponton van földelve, a C ponton a feszültségcsúcsok még nagy számlálási sebességnél is H amplitudójűak, amint a 4B. ábra szemlélteti. A 3B. ábra szerinti megoldásnál nincs alapvonal eltolódás az A1 erősítő felé. Az impulzusok egyöntetűen H amplitudójűak a 4B. ábrán mutatott módon. A rendszer A ponton lévő földeléséhez viszonyított zajok nem erősödnek fel a dinóda fokozatokon, hanem a rendszer rövidrezárja azokat a fényérzékelőn történő erősítés előtt. Visszatérve a 2A. ábrára látható, hogy az előerősítő A1 erősítők kimenetei több ellenállásból felépített helyzetmeghatározó mátrixra kerülnek. Az A1 erősítők kimenetei ezenfelül nem lineáris küszöbáramkörökre jutnak, amelyeket A2 erősítők képeznek. A PM-1 fényérzékelő kimenete súlyozottá válik a kétdimenziós derékszögű koordináta rendszerben az Rll-R14 valamint az R15 ellenállás segítségével. Hasonlóképpen a PM-2 fényérzékelő kimenete az R21-R23 ellenállások útján, míg a PM-3 fényérzékelő kimenete az R31-R35 ellenállások útján van súlyozva. A mátrix ellenállások helyzeljeleket állítanak elő, a 3 011 057 sz. amerikai szabadalmi leírásban részletesebben leírt módon, azzal az eltéréssel, hogy a jeleket nem az A1 erősítőkben, hanem a mátrix után integráljuk. Az A2 erősítők mindegyike kivon egy előre meghatározott küszöbfeszültséget annak a fotosokszorozónak kimenő jeléből, amelyhez tartozik. A küszöbfeszültséget az R48 ellenálláson lévő beállítható feszültségleágazás adja. A visszacsatoló R46 ellenállással ellátott A36 erősítő adja a küszöb előfeszítést az A2 erősítőknek. Az A2 erősítőkből származó kimenetet a kijelző katódsugárcső vön lévő elektronsugár tényleges elmozdulásának keltésére használjuk. Az A1 erősítők ezen kívül közvetlenül is csatlakoznak az összegző mátrixhoz, mégpedig annak „küszöbnélküli Z”nevű Znt vonalához. A Znt vonal több célra használható, és az impulzus teljes energiája működteti, mert ebből semmilyen küszöbértéket nem vonunk le. A megoldásnak több előnye van. Biztosítja a teljes energia kimenet referenciáját, és a helyzetinformáció beállítása a tényleges teljes impulzusamplitudótól függetlenül hajtható végre. Az A2 erősítőnek a változtatható 48 ellenállással történő beállítás nincs hatással a kamera beállítására, mivel az utóbbi a Znt jel értékek alapján történik. Ez lehetővé teszi a ,Z küszöb”, azaz a Zt jel változtatását a mátrix helyzetbeállítási pontosságának javítására, a kamera elhangolása nélkül. így a kamera linearitása könnyen biztosítható. A mátrix ellenállások útján feszültségek adódnak a Znt és Zt vonalakra, az -X, +X, -Y, +Y, vonalakra, tovább az előfeszítő (bias) vonalakra, amely előfeszítő vonalak biztosítják azt az előfeszítési szintet, amelyet a feszültségforrásként szolgáló R19 és R20 ellenállások juttatnak az R18, R16, R'7, R24, R25 illetve R36 ellenállásokkal visszacsatolt A3, A4, A5, A6, A7, illetve A8 erősítőkre. A mátrix ellenállásokból nyert információt az érzékelt sugárzásból keltett villamos impulzusok közbenső tárolására szolgáló fokozatokra vezetjük. így a helyzetmeghatározó jelfeldolgozó áramkör statisztikus ingadozással érkező impulzusok feldolgozására is képes. A közbenső tároló fokozatok elérésére a mátrix ellenállásokból a villamos impulzusokat az összegező A4-A8 erősítőkre vezetjük, ezekhez a visszacsatoló RÍ 6, RÍ 7, R24, R25 ill. R36 ellenállások tartoznak. Ezek az összegző erősítők a helyzetinformációt ad ják. Az A4 erősítő összegzi a +Y,az A5 erősítő a -Y,az A6 erősítő a +X, az A7 erősítő a -X, az A8 erősítő pedig a Zt jelet. A +Y és a -Y jeleket az A9 erősítő, a+X és a 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
