Интерфейсный модуль для исследования вынужденного комбинационного рассеяния в  одной из задач атомного практикума.

Группа автоматизации физического эксперимента занимается разработкой и изготовлением интерфейсных узлов к приборам для научных исследований, аналого-цифровых преобразователей различного класса. Эти преобразователи позволяют перекрыть широкий диапазон длительностей измеряемых процессов, работая с минимаьным разрешением до 50 нс. Для экспериментов, требующих высокой точности результатов, нами разрабтаны модули, достигающие относительной точности  0,001% .

 Имеются разработки, позволяющие получать спектр излучения радиоактивных изотопов, для чего обычно используются АЦП Вилкинсона. Наши модули работают по принципиально другой методике, что дает ряд существенных преимуществ.  

В настоящее время мы ведем проектирование  ряда новых приборов на основе логических  матриц, сигнальных и аналоговых процессоров.  Часть из этих модулей будет использовать для передачи информации   PCI -шину.

(Краткое описание и функциональные возможности)

Для автоматизации сбора и обработки информации, получаемой в ходе спектроскопических исследований  разработан модуль на основе  ПЗС-линейки  фирмы Toshiba.  Прибор  используется в атомном практикуме физического факультета МГУ и в экспериментальных исследованиях спектров излучения, возникающего при лазерном воздействии на различные материалы.

Измерительная система  обладает высокой световой чувствительностью и низким значением темнового тока.  С целью  увеличения чувствительности при сохранении высокой разрешающей способности вдоль оси кристалла базовая измерительная ячейка имеет прямоугольную форму с размерами 8 на 200 микрон.  Общее  количество ячеек – 3694, из которых 45, расположенные по краям рабочей зоны, могут быть использованы для целей калибровки. Минимальное время переноса информации из данного массива ячеек составляет 2,5 миллисекунды.

На рисунке  - система технического зрения    САТУРН-2.

   Особенности  данной  разработки:

В отличие от аналогичных систем подобного класса, описываемое устройство имеет следующие дополнительные возможности:

1. Модуль функционирует на основе гибкой логики, обеспечиваемой сигнальным и аналоговым процессорами с интегрированным в кристалле блоком  14-битного АЦП ( 16384 градации ). Это дает возможность программно менять тайминг и алгоритм работы при адаптации к другим  ПЗС- датчикам и режимам сбора информации.  

2. Конструкция устройства допускает использование и одновременную работу до трех  измерительных головок одинакового типа.

3. Осуществлена возможность синхронной работы модуля с внешней аппаратурой. Модуль, например, может запускать лазер и в нескольких кадрах внутренней памяти запоминать динамику спектральных характеристик  свечения с минимальным временем ожидания, что улучшает шумовые характеристики.

4. Модуль связан с компьютером через принтерный порт, что снимает проблему совместимости старых и новых моделей. Он может быть использован также в составе компактного переносного компьютера в полевых измерительных системах. Использование сигнального процессора с памятью на кристалле в 32 тысячи слов для размещения программы и данных позволяет реализовать на нем достаточно сложные скоростные алгоритмы обработки, применяемые в современной технике спектральных  измерений.

5. Унифицированная программная оболочка, работающая на хост-компьютере в среде Windows, интегрирует широкий набор полезных утилит и обеспечивает интерфейс к стандартным пакетам математической обработки – Excel, Origin, Mathcad и Matlab.  Подробная help-система содержит также краткое описание работы пакетов и примеров их использования при обработке конкретных экспериментальных результатов.