Транзисторный имитатор бетатрона Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 141

1966

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИМИТАТОР БЕТАТРОНА

В. М. РАЗИН, В. П. ШЕРСТОБИТОВ

а

(Представлена научным семинаром факультета автоматики и вычислительной техники)

Для настройки оптимизаторов интенсивности гамма-излучения бетатрона удобно применять устройство, имитирующее его работу. Излучение происходит в виде коротких импульсов 2—3 мксек. Зависимость интенсивности гамма-излучения / от фазы (времени инжекции электронов в ускорительную камеру) имеет вид, показанный на рис. 1.

Импульсы излучения следуют с запаздыванием от импульсов инжекции на величину, необходимую для ускорения электронов.

Ниже описывается один вариант ■имитатора, выполненного :на транзисторах.

Принцип действия имитатора поясняется в помощью блок-схемы рис. 2.

Напряжение сети, совпадающее по форме с изменением поля в электромагните бетатрона, подается на понижающий трансформатор Тр и далее на уси-литель-ограничитель УО. Передним фронтом положительного прямоугольного напряжения запускается ждущий мультивибратор Мь который формирует импульс с длительностью, равной временному расстоя-

Рис. 1. Зависимость интенсивности гамма-излучения от фазы инжекции электронов'в ускорительную камеру бетатрона.

к индикатору

УО м, Мг

Сете

З&ход «7

ампулбс * сдроо-

Синхроимпульс

Рис 2. Блок-схема имитатора бетатрона.

нию между импульсом инжекции и импульсом излучения (импульсом сброса ускоренных электронов с орбиты). Задним фронтом этого импульса запускается ждущий мультивибратор М2, который формирует

119

импульс с длительностью, равной ширине характеристики / = { (Т). Затем положительный импульс с Мг поступает на интегрирующую цепь ИЦ, а отрицательный на дифференцирующую — ДЦ. Полученные положительные импульсы с выходов этих цепей суммируются сумматором 2. Суммарная кривая имеет вид, подобный зависимости рис. 1.

Напряжение с сумматора поступает на транзисторный клапан К, который открывается коротким импульсом с блокинг-генератора БГ, совпадающим по фазе с импульсом сброса электронов с равновесной орбита в бетатроне. Этот импульс может быть сформирован в схеме оптимизатора интенсивности гамма-излучения.

На выходе клапана появляется импульс с длительностью, равной длительности импульса с БГ и амплитудой, соответствующей напряжению в данный момент на сумматоре. Затем импульс клапана усиливается с помощью усилителя У и подается в качестве импульса излучения в оптимизатор.

Формирование зависимости 1 — }(Т) поясняется рис. 3. При этом отрицательный импульс с дифференцирующей цепи может использоваться как синхроимпульс для запуска развертки осциллографа. На вертикальные пластины этого осциллографа подается напряжение с сумматора, что позволяет наблюдать указанную кривую. Кроме этого, можно получить метку положения рабочей точки на кривой и проследить характер поиска и поддержания максимума функции оптимизатором. Можно также ввести элементы нестабильности, имитирующие изменения реальной зависимости I — $ (Т). Схема генерации искусственного импульса излучения представлена на рис. 4.

Транзистор Т] в нормальном состоянии при отсутствии входного сигнала находится в открытом состоянии (рабочая

Рис. 3. Формирование кривой 1 = {(Т).

<У I

1

Рис. 4. Схема получения искусственных импульсов излучения.

точка устанавливается на границе активной области и области насыщения). На базу транзистора через сопротивление подается напряжение с сумматора. Отрицательный импульс с дифференцирующей цепочки в данном случае практически не изменяет напряжения на коллекторе Ть а положительное суммарное напряжение повторяется в обратной полярности. Необходимо рассчитать так элементы каскада на Ть чтобы рабочая точка не смещалась в область отсечки. Напряжение на Т1 используется как источник коллекторного напряжения для каскада на транзисторе Т2, находящегося в нормально закрытом состоянии и выполняющего роль клапана. В соответствующий момент времени Тг открывается при подаче на базу отрицательного импульса и напряжение на его коллекторе уменьшается до нуля. Величина сопротивления имеет достаточно большую величину с тем, чтобы имело т

место ослабление влияния открывания Т2 на каскад с транзистором Ть На коллекторе Тг образуется напряжение по форме кривой 1 — ((Т) с вырезом, который может наблюдаться на экране осциллографа как метка положения рабочей точки. Образующийся короткий положительный импульс с амплитудой, равной вырезу, отфильтровывается с помощью цепи С/?б и диода Д и подается на усилитель мощности и в схему оптимизатора. Цепь С и диод позволяют закрыть выход имитатора для напряжения, имитирующего зависимость интенсивности гамма-излучения бетатрона от фазы инжекции. Имитатор удобен при настройке оптимизаторов и наблюдении их работы, устраняя в это время необходимость контакта непосредственно с регулируемым объектом — бетатроном.