В. В. Богомолов к ф. м н., ст н. с
Скачать 1 Mb.
|
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ НИИЯФ МГУ В.В. Богомолов к.ф.-м.н., ст.н.с. Ю.И. Денисов к.ф.-м.н., зам. нач. отдела О.В. Морозов к.ф.-м.н., м.н.с. C.И. Свертилов д.ф.-м.н., ст.н.с., руководитель работ Физический факультет МГУ Г.П.Кузнецова к.ф.-м.н., н.с. РЕФЕРАТ Отчет 95 стр., 28 рис., 10 таблиц, 1 приложений 3. Проведено лабораторное макетирование системы измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа. Разработаны принципиальные схемы плат измерения энергии и осуществлено их тестирование от источников стандартных сигналов. С посощью лабораторного макета определены позиционное и энергетическое разрешение широкоапертурного-гамма-телескопа. Разработана архитектура процессорного блока широкоапертурного гамма-телескопа. Оптимизировано электрическое сопряжение широкоапертурного гамма-телескопа с бортом серийного космического аппарата нового поколения. СОДЕРЖАНИЕ Введение: цель, задачи и результаты выполнения работ……………………........................ 5 Гл. 1. Результаты макетирования системы измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа. Позиционное и энергетическое разрешение широкоапертурного гамма-телескопа……………… 7 §1.1. Электрическая схема блока позиционно-чувствительного детектора широкоапертурного гамма телескопа……………………………….………… 7 §1.2. Система измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа…. 13 §1.3. Лабораторное макетирование схемы измерения энергии…………………………….. 29 §1.4. Позиционное и энергетическое разрешение широкоапертурного гамма телескопа……………………………...……...………….. 32 Гл. 2. Архитектура процессорного блока широкоапертурного гамма-телескопа…...…………………………………..........…...…….39 §2.1. Структура научной информации и принципы ее обработки……………………………......................................…………. 39 §2.2. Принципы построения архитектуры процессорного блока широкоапертурного гамма телескопа…........………………………………….........…..49 §2.3. Технические и программные средства, используемые для создания процессорного блока широкоапертурного гамма-телескопа…………….................…..52 Гл. 3. Оптимизация электрического сопряжения широкоапертурного гамма-телескопа с бортом серийного космического аппарата нового поколения………….……………...….…… 70 §3.1. Основные требования по информационному электрическому сопряжению…………………………….……...........................….….. 70 §3.2. Электрическое сопряжение научной аппаратуры с системами изделия и наземным проверочным оборудованием………...……………. 73 §3.3. Программно-информационное сопряжение……………………………...……………. 82 §3.4. Информационное сопряжение научной аппаратуры с телеметрической системой и организация сброса научной информации……………. 84 §3.5. Доработка электрооборудования изделия для обеспечения проведения эксперимента ……………………………...…………………………………. 86 Заключение..............………………………....................……………………...………………………. 89 Приложение 1. Выписка из решения Ученого Совета………………………..……………………. 92 Приложение 2. Сведения о РНТД……………………………………………..……………………. 94 Приложение 3. Программа считывания информации с платы PCI…………..……………………. 95 Введение: цель, задачи и результаты выполнения работ.Цель работ. Основной целью работы является проработка предложений по созданию аппаратуры для проведения мониторных наблюдений астрофизических источников и фона в жестком рентгеновском и гамма-излучении (0.05 – 1.0 МэВ) и проработка возможности реализации эксперимента с этой аппаратурой на серийном космическом аппарате нового поколения. Задачи работ. Основные задачи работ, выполняемых согласно техническому заданию (ТЗ) на научно-исследовательскую работу «Проработка предложений по проведению мониторных наблюдений астрофизических источников и фона в жестком рентгеновском и гамма-излучении (0.05 – 1.0 МэВ)» на этапе 2 заключались в: - лабораторном макетировании системы измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа, определении позиционного и энергетического разрешения широкоапертурного-гамма-телескопа; - разработке архитектуры процессорного блока широкоапертурного гамма-телескопа; - оптимизации электрического сопряжения широкоапертурного гамма-телескопа с бортом серийного космического аппарата нового поколения. (пп. 2.3.2, 2.3.4, 3.2.2., 3.3.4 ТЗ) Результаты выполнения работ. В результате выполнения работ были получены новые научные знания, разработаны новые программные средства решения поставленных научных задач: - разработаны принципиальные схемы плат и проведено лабораторное макетирование системы измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа; - с помощью лабораторного макета блока позиционно-чувствительного детектора (ПЧД) осуществлены измерения позиционного и энергетического разрешения ПЧД, на основании которых определены позиционное и энергетическое разрешение широкоапертурного гамма-телескопа; - разработана архитектура процессорного блока широкоапертурного гамма-телескопа; - оптимизировано электрическое сопряжение широкоапертурного гамма-телескопа с бортом серийного космического аппарата нового поколения. Гл. 1. Результаты макетирования истемы измерения энергии регистрируемых гамма-квантов в позиционно-чувствительном детекторе широкоапертурного гамма-телескопа. Позиционное и энергетическое разрешение широкоапертурного гамма-телескопа. §1.1. Электрическая схема блока позиционно-чувствительного детектора широкоапертурного гамма-телескопа. Электроника БД широкоапертурного гамма-телескопа включает в себя следующие основные узлы: - высоковольтный источник питания ФЭУ; - низковольтные источники питания электронных компонентов; - входные усилители сигналов ФЭУ4; - устройство кодирования координаты; - схемы амплитудного анализа; - схема разделения событий в кристаллах NaI(Tl) и CsI(Tl). Кодирование координаты предполагается осуществлять путем определения доли света, попавшего на фотокатод каждого ФЭУ. Это в свою очередь может быть осуществлено путем сравнения амплитуды сигнала на выходе каждого ФЭУ с результатом суммирования сигналов на выходах всех ФЭУ. Анализ распределения света в датчике, приведенный выше, показывает, что для кодирования координаты достаточно провести сравнение при с тремя относительными уровнями сигнала, настроенными примерно на 80%, 50% и 20% от полной амплитуды. Подобное сравнение может быть реализовано с помощью компараторов. Амплитудный анализ может осуществляться с различной подробностью в зависимости от конкретной научной задачи. В связи с ограниченностью объема информации, передаваемой на Землю, максимально подробный амплитудный анализ предполагается проводить только для наиболее интересных событий. Картографирование неба будет осуществляться в нескольких широких энергетических интервалах. Принадлежность к тому или иному энергетическому интервалу может определяться линейкой амплитудных дискриминаторов, выполненных на компараторах, сравнивающих величину суммарного сигнала со всех ФЭУ с постоянным уровнем, задающим границу энергетического интервала. В каждом блоке ПЧД используется 7 ФЭУ, для нормальной работы которых требуется высокое напряжение 1200В – 1500В. Величина напряжения, обеспечивающая оптимальный режим работы ФЭУ меняется в этих пределах от одного экземпляра ФЭУ к другому. По этой причине при разработке схемы подачи высоковольтного питания должна быть предусмотрена возможность подачи на ФЭУ различного питающего напряжения, подбираемого в процессе настройки. Нагрузкой высоковольтного блока служат делители напряжения. Сопротивление делителей обычно лежит в пределах 10-30 МОм. Ток, который отдает высоковольтный модуль в один делитель сопротивлением 10 МОм, при U=1500В равен 0.15 мА. Возможно использование делителей с более высоким сопротивлением (~30 МОм), в этом случае ток уменьшится до 0.05 мА на каждый делитель ФЭУ, что соответствует 0.35 мА на весь блок ПЧД. Для того, чтобы обеспечить необходимым низковольтным питанием электронные схемы блока ПЧД, а также подать высокое напряжение заданной величины на делители ФЭУ используется плата источников высокого и низкого напряжения. При этом должна быть обеспечена необходимая нагрузочная способность и резервирование. Исходным напряжением для формирования питающих напряжений отдельных схем блока ПЧД служит напряжение бортсети +27 В. Обе клеммы исходного напряжения изолированы от корпуса и от общей шины последующих электронных плат. Вторичным напряжением, служащим для питания усилителей, компараторов и других микросхем являются напряжения +/-5В. Для их формирования используется модуль DC-DC конвертера TEN5- 2421 фирмы “TRACO POWER”. Характеристики данного модуля приведены в табл. 1.1. Таблица 1.1. Характеристики DC-DC конвертера TEN5- 2421 фирмы “TRACO POWER”
В качестве устройства, создающего высокое напряжение, используется модуль CA20N, производимый фирмой EMCO. Этот модуль может выдавать напряжение до 2000В (отрицательной полярности). Величина выходного напряжения задается в пределах от 0 до 2000В пропорционально потенциалу на управляющем входе модуля (от 0 до 5 В). В свою очередь управляющий потенциал удобно взять путем деления опорного напряжения +5В, также генерируемого в модуле CA20N. Физические и электрические характеристики модуля CA20N приведены в табл. 1.2. Нагрузкой высоковольтного блока служат делители напряжения. Сопротивление делителей обычно лежит в пределах 10-30 МОм. Ток, который отдает высоковольтный модуль в один делитель сопротивлением 10 МОм, при U = 1500 В равен 0.15 мА. Возможно использование делителей с более высоким сопротивлением (~30 МОм), в этом случае ток уменьшится до 0.05 мА на каждый делитель ФЭУ, что соответствует 0.35 мА на весь блок ПЧД. Таблица 1.2. Технические характеристики высоковольтного модуля CA20N.
Как видно из таблицы, для питания высоковольтного модуля CA20N требуется напряжение +12В, которое в свою очередь может быть получено с помощью модуля DC-DC конвертера TEN5-2412 фирмы “TRACO POWER”. Этот модуль также использует в качестве исходного напряжение бортсети 27 В. Характеристики данного модуля приведены в табл. 1.3. Таблица 1.3. Характеристики DC-DC конвертера TEN5- 2412 фирмы “TRACO POWER”
Принципиальная схема платы «Источники высокого и низкого напряжения» приведена на рис. 1.1. В табл. 1.4 – спецификация. На рис. 1.2 приведена ее фотография (смонтирован основной тракт питания).  Рис. 1.1. Принципиальная схема платы «Источники высокого и низкого напряжения». Плата содержит два идентичных блока питания – основной и резервный. При разработке предполагалось, что будет реализовано холодное резервирование источников питания: в штатном режиме напряжение бортсети будет подано на основной тракт. При возникновении неисправностей питание будет снято с основного тракта и подано на резервный. Такой вариант использования платы возможен при использовании высокоомных делителей, обеспечивающих допустимый ток нагрузки модуля CA20N при включении всех ФЭУ. Другой вариант резервирования может быть реализован при питании части ФЭУ от основного, а части – от резервного модуля CA20N.  Рис. 1.2. Фотография платы «Источники высокого и низкого напряжения». Таблица 1.4. Спецификация для платы «Источники высокого и низкого напряжения».
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Планы семинарских занятий по курсу «международная экономика» Тема... Богомолов О. Т. Экономическая глобализация / О. Т. Богомолов //Проблемы прогнозирования. – 2003. № С. 22-33 |  | Темы докладов и рефератов особенности мифологического сознания и мифология древних славян Богомолов ас. Античная философия. М: Изд-во Моск университета, 1985. С. 15-22 |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Учебник. В. Г. Бабенко, Д. В. Богомолов, С. П. Шаталова, А. О. Шубин. Экология животных. 7 класс. Москва. «Вентана – Граф» 2001г | | В. Н. Богомолов 23 сентября 1997 г. Билеты для проведения испытаний... Вандышев Валерий Васильевич (родился в 1941 г.) доктор юридических наук, профессор |
| Н. А. Богомолов Русская литература начала XX века и оккультизм Блока «О современном состоянии русского символизма», лирика Н. Гумилева, М. Кузьмина, Вл. Ходасевича; наконец публикация документов,... | | Рабочая программа учебной дисциплины управление транспортными системами... Данную программу разработал Богомолов Олег Анатольевич к э н., доцент кафедры Международной торговли ноу впо имэс |
