X射线衍射仪是近代物理实验室晶体结构分析的重要仪器。原来Y-2A型X射线衍射仪记录仪的定标器、计数电路、定时电路、控制电路等单元均由分立元件组成。我们利用现有的国产集成电路进行改造、使之集成化。
一、计擞脉冲的形成
X射线衍射仪的辐射探测器采用盖革一弥勒计数管，其构造如图1所示。计数管是圆柱形的密闭充气容器。自碎灭式计数管管内抽成真空，然后充入惰性气体及有机气体或卤素气体。管中央是一根极细的阳极，周围是套筒式阴极。在阳极端加上高压1000伏至1500伏。
当X射线射人管中时就产生气体分子电离。电子在电场作用下获得很大的动能。经过多次的电离碰撞，离子很快地增殖起来，也产生大量的光电子。这些光电子被电场加速再引起离子增殖……如此不断继续。电子很快被阳极收集掉，留下的正离子包围住阳极，形成一个“正离子鞘”，使阳极附近的电场下降。“正离子鞘”不断加厚并向阴极方向移动，在串联的电阻上产生一个电压脉冲，形成一次放电。此脉冲送至前置放大器的甄别器，然后输入计数电路。
二、记录仪改装电路介绍
其电路原理框图如图2所示。包括控制电路、定时电路、晶振、计数电路(包括译码、驱动、显示)、延时电路。
IC1为控制单元集成电路，采用5G601。该电路是P-MOS集成电路，由四组独立的三输入端与非门组成，其外引线排列见图3所示。IC2为另一
块5G601组成二个单稳态延时电路。其电路原理简述如下:图2的IC1集成电路中由YFC和YFD组成R-S触发器，关门信号和开门信号分别接入YFC和YFD的输入端，R-S触发器的输出控制主门YFB，从输入电路来的信号脉冲加入YFB的另一端，当触发器的输出处于“l"态时，主门YFB打开，计数脉冲(信号)通过主门经YFA反相器加入十进计数器CL-102。当计数时间结束时，分频电路送来关门指令，使YFD输出为“0’，态，主门YFB关闭，计数停止。关门脉冲同时送入单稳态延时器，延时单稳由IC:的YFA和YFB组成。延时时间由C:R:决定。经延时的脉冲由射随BG输出作为计数电路的复位信号。延时脉冲又再次送入另一个单稳态YFC和YFD，再经过延时一定时间的脉冲作为开门信号触发ICI的YFD，开启主门，重复计数。周而复始，直到改变计时时间，才开始新的计数。
定时电路采用5G657集成电路，5G657是P-MOS集成电路，由4个维持阻塞触发器组成，它们是相互独立的。外引线排列见图4。根据不同的连接方式实现10分频，2分频，3分频，6分频电路。10KC的时钟脉冲经过不同的分频器，可输出不同时间的定时脉冲，作为主控门的关门信号。以实现计数器的定时计数。定时时间是:1、3、6、20、30、60、100、300、600秒。由双层同步波段开关K1、K2选择。
计数电路(包括译码、驱动、显示)由固体组块CL102组成6位计数显示电路。时钟信号由10KC石英谐振器产生，振荡管采用三极管，振荡频率主要取决于石英晶体的固有参数，时钟脉冲输出经过定时门D1送至分频电路，定时门D1由开门信号控制。当计数时D1导通;计数停止，D1截止。主控门的输人开关Ko打在自检时，时钟脉冲作为自检信号检查定标器的计数功能。
三、结束语
1.原Y-2A的记录仪由几百个晶体管、电阻、电容等分立元件组成，三极管均采用P-N-P锗晶体管，易受天气温度、湿度的影响，漏电流Io加大而使计数单元无法正常工作。
2.原记录仪线路庞大，共有10多块电路板，全是分立元件，加上元件过时老化，故障率高，维修不方便。改装后的记录仪使用集成电路，具有性能稳定，结构简化，维修方便的特点。
3.改装机所使用的集成电路均是国产的，我们利用仓库积压的集成电路，为国家节约了开支，又改造了老仪器。
参考文献
1.许顺生.金属X射线学.上海科学技术出版社，1964
2.王祝翔.核物理探测器及其应用.科学出版社，1964
3.阎石.数字电子技术基础.清华大学出版社，1983
4.清华大学编.晶体管脉冲电路与数字集成电路.人民邮电出版社，1979
5.王庆荣.常用MOS数字集成电路手册.人民邮电出版社，1981
6.丹东仪器厂.Y-2A型X射线衍射仪说明书，
作者：黄荣耀(厦门大学物理系，厦门561005)
