Блок ЛІЧИЛЬНИКІВ

 

О.М. Ковальов, А.П. Войтер, М.І. Доронін, І.О.Мазний

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

 

Блок лічильників призначений для використання у складі вимірювальних систем дослідження ядерних реакцій. Він  складається з незалежних 32 - розрядних лічильників, з яких чотири лічильника мають індивідуальні  входи стробування, а чотири лічильника  без стробування.

Лічильники мають спільний вхід скидання. Всі входи можуть приймати або імпульси негативної  швидкої логіки NIM, або позитивні імпульси рівня ТТЛ. Вибір проводиться індивідуальними для кожного входу перемикачами, розташованими на друкованій платі.

Блок розроблений на основі FPGA EP3C40Q240C8N серії Cyclone фірми Altera. Негативні вхідні імпульси повинні відповідати стандарту NIM логіки з фіксованим порогом -250 мВ на навантаженні 50 Ом.

Лічильники можуть працювати або в режимі автозапуску, або в режимі стробування. При автозапуску процес рахунку ініціюється вхідним сигналом. В режимі стробування для запуску рахунку додається умова наявності зовнішнього імпульсу дозволу. Індивідуальні входи стробування лічильників дозволяють працювати в режимах дозволу рахунку під час дії стробу або  заборони рахунку на час дії стробу. Зчитування даних з блоку лічильників в блок збігів та кодування часу і управління режимами його роботи відбувається по локальній шині системи. Управління режимами роботи лічильників здійснюється від системного комп’ютера.

Лічильники можуть бути використані для підрахунку:

·  сумарної  кількості накопичених  подій;

·  кількості  подій по кожному із восьми входів відповідно до співпадінь  різних пар

телескопів детекторів;

·  кількості подій, зареєстрованих детекторами, що дозволяє здійснювати моніторинг

інтенсивності пучка та ефективну товщину мішені.

·  кількості подій, зареєстрованих по кожному із восьми входів, для  визначення  інтен-сивності потоків даних. 

Технічні характеристики:

· дев'ять незалежних вхідних каналів по 32 розряду кожен;

· рівні вхідних сигналів лічильників і сигналу загального скидання - негативною швидкої логіки NIM від -0,6 В до -1,4 В з часом наростання і спаду від 1 нс до 300 нс на вхідному опорі 50 Ом, або ТТЛ рівнів на входом опорі 1 кОм.

· входи стробування приймають сигнали ТТЛ рівнів і мають вхідний опір 1 кОм.

· сигнал на виході переповнення лічильників має рівні ТТЛ на навантаженні 1 кОм.

· максимальна швидкість рахунку для NIM сигналів дорівнює 100 мГц, для ТТЛ си-гналів дорівнює 25 мГц.

Блок лічильників реалізовано на друкованій платі яка розміщується в стандартному модулі КАМАК подвійної ширини. На передній панелі блоку розташовані дев'ять роз'ємів LEMO для підключення входів лічильників, роз'єми LEMO для входу загального скидання і виходу сигналу переповнення лічильників а також 40-контактний роз'єм для підключення до локальної шини даних і управління. Передбачено два варіанти конструкції блоку. У першому варіанті можна використовувати чотири лічильника зі стробуванням, чотири лічильника без стробування плюс додатковий лічильник. У другому варіанті можна використовувати дев'ять лічильників без стробування і додатковий 16- контактний роз'єм на передній панелі для підключення до блоку збігів та кодування часу системи. Цей варіант може бути корисним в багатопараметричних кореляційних експериментах.