Амплитудный анализатор. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Амплитудный анализатор - прибор ядерной электроники, предназначенный для исследования распределения по амплитуде импульсов, приходящих от электронных детекторов частиц. Измерение амплитудного спектра F(A), где А - амплитуда импульса (сигнала, рис. 1, а), сводится к разбиению рабочего диапазона амплитуд на M равных интервалов и регистрации импульсов с амплитудами, лежащими в этих интервалах (каналах).

Результат такого измерения изображён на рис. 1, б, где N; - число событий, зарегистрированных в канале "i" за время измерения T:

F(A) - плотность вероятности появления импульса с амплитудой А. Величина

наз. шириной i-го канала; M - число каналов А. а., обычно равное 1024, 4096 и 16384. Для идеального А. а.

=const. Различают одно-и многоканальные А. а.

В случае одноканального А. а. последовательно задаётся значение A_i (i=l, 2, ..., M)и производится измерение числа событий в интервале амплитуд за время T для каждого г. Обычно

, где А₀ - нач. амплитуда,

- ширина канала одноканального А. а. (см. Амплитудный дискриминатор ).Полное время измерения спектра при этом равно М Т, т. е. в М раз больше, чем для многоканального А. а.

Многоканальный А. а. содержит аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), регистр адреса (РА), регистр данных (РД), блок запоминающего устройства (ЗУ), блок управления, а также узлы отображения накопленных спектров и сопряжения с внеш. устройствами (рис. 2). Разрешающая способность А. а., его стабильность и диапазон измеряемых амплитуд зависят гл. обр. от АЦП. Для аналогово-цифрового преобразования используются: а) метод зарядки и линейной разрядки конденсатора (способ Вилкинсона); б) метод т. н. поразрядного уравновешивания; в) т. н. параллельный способ, где применяются М+1 схем сравнения (компараторов), комбинации этих методов.

Наибольшее быстродействие обеспечивает метод в, наилучшую линейность - а, по точности конкурируют методы а и б. Для временного отбора в АЦП предусмотрен вход стробирования. В зависимости от стоящей задачи в код преобразуется максимальное значение сигнала за время строб-импульса или его интеграл.

На рис. 3 поясняется принцип преобразования Вилкинсона. Конденсатор С заряжается до амплитудного значения входного сигнала. Далее начинается разрядка ёмкости С пост. током i_p до нулевого потенциала. Время разрядки, пропорциональное амплитуде импульса Л, заполняется импульсами т. н. тактового генератора, к-рые подсчитываются счётчиком. Кол-во п разрядов связано с числом каналов М соотношением: М=2ⁿ. Число, полученное в РА к концу преобразования, и представляет собой код амплитуды. РА определяет адрес ячейки ЗУ, к-рое имеет М ячеек по k разрядов в каждой. Это позволяет записать до 2^к-1 событий в каждый из каналов. После завершения преобразования содержимое ячейки, номер к-рой хранится в РА, записывается в регистр данных РД. К коду в РД добавляется 1, и полученный результат возвращается в ту же ячейку памяти. Т, о., память А. а. работает в режиме многоканальной пересчётной схемы, где каждому каналу поставлен в соответствие определ. интервал амплитуд.

ЗУ выполняется на ферритовых кольцах, что позволяет сохранить результат при выключении питания, или на интегральных схемах. Содержимое памяти обычно отображается на экране электронно-лучевой трубки (рис. 1, б). По горизонтали откладывается номер i канала, а по вертикали - число событий в канале Ni в нормальном или логарифмич. масштабе. Устройство управления анализатора организует режимы измерения и проверки. Т. к. время измерения сравнительно велико, необходимо учитывать т. н. мёртвое время А. а. (время нечувствительности А. а. после каждого импульса).

Для получения сопоставимых результатов разл. измерения проводятся для равных величин "живого" времени , где Т_изм равно времени измерения,

J - число зарегистрированных событий,

- мёртвое время при регистрации j-го события. Кроме экспозиций по "живому" времени возможны режимы измерения, при к-рых набирается заданное число событий в выбранном канале или в совокупности всех каналов. Кроме отображения данных, на электроннолучевой трубке часто результаты выводят на самописец или в ЭВМ. А. а. строятся на базе микро-ЭВМ, связанной через устройство сопряжения с АЦП. В этом случае спектрометрич. данные выводятся на внеш. устройства ЭВМ. Микро-ЭВМ даёт оператору возможность проводить коррекцию результатов анализа спектра с учётом мёртвого времени или нелинейности АЦП, вычислять интегралы числа событий в пиках, осуществлять нормировку, вычитание фона и т. д. Разрешающая способность А. а. определяется числом каналов М и формой границ между ними. Дифференц. нелинейность характеризует макс. отклонение ширины канала от ср. значения и в зависимости от используемого типа АЦП лежит в пределах 0,1-20%.

Литература по амплитудным анализаторам

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.