DE1229143B - Amplitudendiskriminator mit Begrenzung der Amplitude und Dauer des Ansteuerimpulses,vorzugsweise fuer den Einsatz in Impulshoehenanalysatoren - Google Patents

Description

• Amplitudendiskriminator mit Begrenzung der Amplitude und Dauer des Ansteuerünpulses, vorzugsweise für den Einsatz in Impulshöhenanalysatoren Die Erfindung betrifft einen Amplitudendiskriminator mit Begrenzung der Amplitude und Dauer des Ansteuerimpulses zur Speisung von Formerstufen, die nach dem Prinzip des monostabilen Univibrators arbeiten.
• Es sind verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt, mit deren Hilfe die differentielle Amplitudenverteilung eines Impulsspektrums aufgenommen werden kann (s. hierzu F i g. 1, 2 und 3). Es zeigt F i g. 1 die allgemeinste Schaltungsanordnung eines Einkanalanalysators, F i g. 2 und 3 vereinfachte Ausführungen von Fig. 1.
• Die allgemeinste Schaltungsanordnung eines Einkanalanalysators (F i g. 1) setzt sich aus einem Linearverstärker 13, einem Diskriminator 14, einem Trigger 15, einer Differenzierstufe 17 und einem Former 8 im Kanal 1, einem Trigger 16, einer Differenzierstufe 18, einem Former 9 und einer Phasenumkehrstufe 19 im Kanal 2, einer Antikoinzidenzstufe 20 und der Registriereinrichtung 11, die z. B. aus einem Impulsdichtemesser bestehen kann, zusammen.
• Es sind auch Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen die Differenzierstufen 17, 18 in den beiden Kanälen fehlen und die Funktion der Trigger 15# 16 (F i g. 2) bzw. die Funktion der Trigger 15, 16 der Phasenumkehr 19 und der Antikoinzidenzstufe 20 (F i g. 3) mit vom Impulsfonner 8, 9 übernommen wird.
• Letztere Schaltung ist auf Grund ihrer geringen Anzahl von benötigten Bauelementen wenig stöanfällig und eignet sich auf Grund ihres geringen Leistun#gsbedarfs für tragbare, batteriebetriebene Spektrometer.
• Die genannten Schaltungen haben jedoch folgende Nachteile: Die Former stellen schaltungstechnisch nämlich monostabile Univibratoren mit durch die Dimensionierung festgelegter Kippdauer und Ansprechschwelle dar. Sie arbeiten nur exakt, wenn nach Ablauf der Kippdauer die Amplitude des Ansteuerimpulses auf einen Wert kleiner als die Ansprechschwelle abgeklungen ist und die Maximalamplitude wesentlich kleiner als die Betriebsspannung der Foriner ist.
• Das vom Szintillationsmeßkopf gelieferte Impulsspektrum umfaßt Amplitudenwerte, die zwischen der untersten und obersten Grenze des Analysierbereiches liegen können. Dabei wird selten der Fall eintreten, daß die oberste Grenze des Analysierbereiches wesentlich unter der Betriebsspannung der Former liegt. Deshalb müssen meist die Ansteuerimpulse begrenzt werden, ehe sie zu den Formern gelangen. Hierfür werden die herkömmlichen Begrenzerschaltungen eingesetzt.
• Das geforderte Auflösevermögen der Schaltungsanordnung bestimmt die maximal zulässige Kippdauer der Foriner. Die Dauer der Ansteuerimpulse ist vom Szintillator und der Anodenzeitkonstante des Sekundär-Elektronen-Vervielfachers abhängig und kann- nicht -beliebig klein gehalten werden, zumal sehr schmale Impulse Former sehr hoher Grenzfrequenz erfordern, die mit Transistoren schwer zu realisieren sind. Aus diesem Grunde werden die Impulse in verschiedenen bekannten Analysatorschaltungen differenziert.
• Als weitere sich daraus ergebende Nachteile werden alle Impulse differenziert, also auch die, deren Amplitude eine kürzere Zeit als die Kippdauer der Former über dem unteren Schwellwert verweilt. Es sind also wieder Former hoher Grenzfrequenz notwendig. Außerdem tritt ein wesentlicher Amplitudenverlust auf, der durch größeren Verstärkungsaufwand ausgeglichen werden muß.
• Zweck der Erfindung ist es, diese entscheidenden Nachteile der wohl einfachen, aber nicht fehlerfrei arbeitenden Analysatorschaltung nach F i g. 3 zu vermeiden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeitbegrenzung zu schaffen, die ohne Amplitudenverlust arbeitet und nur für die Impulse wirksam wird, deren Amplitude noch nach der Kippdauer der Former über deren Schwellwert liegt.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Aussteuerimpuls von zwei Formern zu dem Zeitpunkt abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen wird, zu dem der Former mit dem oberen Schwellwert anspricht. Weiter kann zusätzlich eine Amplitudenbegrenzung vorgesehen werden. Weiter wirkt die Abschalt- oder Kurzschließanordnung gleichzeitig als Antikoinzidenzschaltung, indem durch diese eine Registriereinrichtung unempfindlich gemacht wird.
• Dabei muß der Zustand, in dem der Ansteuerimpuls abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen wird, so lange andauern, bis- die Amplitude des Ansteuerimpulses unter die Schwellwertspannung des Formers mit dem unteren Schwellwert gesunken ist.
• Durch die Erfindung wird es möglich, einen tragbaren, batteriebetriebenen Analysator mit geringem Materialaufwand aufzubauen, der genau und zuverlässig arbeitet. Durch den einfachen Aufbau des Gerätes wird damit auch eine größere Betriebssicherheit eireicht.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel (F i g. 4) näher erläutert werden: Es handelt sich hierbei um den Fall, daß der Verstärker 1 von der nachfolgenden Schaltung abgetrennt wird. Der Längstransistor 2 ist fin Ruhezustand leitend, der Schalttransistor 3 durch die Kniespannung der Vorspannungsdiode 4 nichtleitend. Die vom Verstärker 1 gelieferten negativen Ansteuerimpulse gglangen über den Koppelkondensator 5, die leitende Kollektor-Emitter-Strecke des Längstransistors 2, die Diskriminatordiode 6 und den Auskoppelkondensator 7 auf die Former 8 und 9. Je nach der Größe der Impulsamplitude werden nur Former 8 oder Former 8 und Former 9 ausgelöst. Wird auch Former 9 mit ausgelöst, dann steuert sein Ausgangsimpuls über den Kondensator 10 den Schalttransistor 3 in den leitenden Zustand. Als Folge davon- wird der Längstransistor 2 nichtleitend und damit der Verstärker 1 abgetrennt. Dieser Zustand hält so lange an, wie der Ausgangsimpuls des Formers 9 dauert. Der Schalttransistor 3 kann gleichzeitig zum Kurzschließen der Registriereinrichtung 11 benutzt werden. Diese wird dadurch immer dann gesperrt, wenn beide Former 8 und 9 ausgelöst werden. Man erhält somit eine einfache Antikoinzidenzeinrichtung. Durch die Kniespannung der Begrenzerdiode 12 wird der Impuls zusätzlich in der Amplitude begrenzt, für den Fäll, daß die Ansprechgeschwindigkeit des Formers 9 und des Schalttransistors 3 zu gering bzw. der Impulsanstieg des Ansteuerimpulses zu steil ist.
• Ist der Schalter 13 geöffnet, arbeitet die Schaltung als Diskriminator, ist er geschlossen, als Analysator. Bei geschlossenem Schalter 13 wird die Registriereinrichtung 11 durch den Schalttransistor 3 kurzgeschlossen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Diskriminator mit Begrenzung der Amplitude und Dauer des Ansteuerimpulses, vorzugsweise für den Einsatz in einem Impulshöhenanalysator, der aus zwei Forinern, deren einer bei Erreichen eines unteren Schwellwertes und deren anderer bei Erreichen eines oberen Schwellwertes ausgelöst wird, und einer Schaltungsanordnung zum Abschalten bzw. Kurzschließen vor diesen Formern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansteuerimpuls von zwei Formern (8,9) zu dem Zeitpunkt abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen wird, zu dem der Former (9) mit dem oberen Schwellwert anspricht.
2. 2. Diskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Amplitudenbegrenzung vorhanden ist. 3. Diskriminator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschalt- bzw.
3. Kurzschließanordnung gleichzeitig als Antikoinzidenzschaltung wirkt, indem durch diese eine Registriereinrichtung (11) unempfindlich gemacht wird.