10µs Signal von 1-10 µA hörbar machen

Gast #3711446
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Hallo,

ein paar Studienkollegen und ich wollen einen Geiger-Müller-Zähler 
realisieren. Dazu haben wir uns eine Einweg-Kamera gekauft welche uns 
als Hochspannungsquelle (~360V) dient. Diese haben wir an das Zählrohr 
angeschlossen, dieses fängt bei der Messung radioaktiver Teilchen 
aufgrund der Ionisierung an zu leiten. Unser Problem ist jedoch, dass 
die Leitung (pro detektierten Teilchen) aus ~10µs Signalen mit einer 
Stromstärke von ~1-10µA besteht und wir diese Signale gern hörbar machen 
würden. Leider sind jedoch unsere praktischen elektrotechnischen 
Fähigkeiten noch etwas beschränkt und frage deshalb hier wie diese 
Signale wohl am besten "hörbar" gemacht werden können.

Der Idealfall wäre, wenn man bei jedem Signal eine Art klicken durch 
einen Lautsprecher hören würde. Aber da die Signale so kurz sind müssen 
wir sie sicher durch eine Kapazität (welche?) verlängern. Außerdem ist 
das Signal doch viel zu schwach um einen Lautsprecher zu betreiben oder?

Für Tipps und Ideen wären wir euch wirklich dankbar.

Schöne Grüße,
Lukas
#3711569
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Den Strom durch einen Widerstand 1 Megaohm fliessen lassen, Z-Diode 5 
Volt parallel, Operationsverstärker in Impedanzwandlerschaltung
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Spannungsfolger_.28Impedanzwandler.29
An den Ausgang den Kopfhörer oder einen Lautsprecher mit 47 Ohm 
Vorwiderstand. Den Operationsverstärker mit irgendwas im Bereich 5-12 
Volt betreiben.

Die Pulse hörst du auch, wenn sie nicht verlängert sind. Verlängern kann 
dazu führen, dass schnell aufeinanderfolgende Pulse miteinander 
verschmelzen (verschluckt werden).
#3711571
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Viel hilft viel: Wenn aus den mV Impulshöhe -zig Volt gemacht werden, 
kann eventuell etwas zu hören sein, weil der Schallwandler einen 
(kleinen ) Ruck macht.

Mehr Zeit hilft besser: Bei 10 µs ist die Grundfrequenz im Impuls viel 
zu hoch (100khz) Da kann kein Wandler einen vernüftigen Schall erzeugen.

Da muss man mit einem Impulsformer (LM555) die Impulse in den ms-Bereich 
verlängern, dann hat auch ein Kleinlautsprecher die Chance, ein hörbares 
Signal zu erzeugen.

Denn dann ist der Impuls eine Einzelschwingung der Frequenz, die Teil 
des hörbaren Spektrums ist.
Gast #3711599
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Danke für die Antworten, denkt ihr es wäre auch möglich das Signal ohne 
Operationsverstärker hörbar zu machen? Wir haben nämlich bereits einige 
Bauteile zur Verfügung und würden uns nur ungern neue kaufen. Wenn wir 
nach dem Zählrohr einen Widerstand (Größe ~1-10Mohm, wir haben praktisch 
jede Größe verfügbar) schalten hätten wir einen Spannungsteiler, dieser 
sollte bei einem durchschnittlichen Strom von 5uA uns eine Spannung von 
5-50V liefern können (jenachdem was wir dann wirklich brauchen). Wäre es 
dann möglich mit einem Kondensator (wir hätten bereits 1nF, 10nF und 
100nF zur Verfügung) parallel geschaltet den Impuls soweit zu 
verlängern, dass er durch einen Lautsprecher hörbar werden würde?

Im Internet fand ich die Formel, dass die Aufladezeit eines Kondensators 
auf 99% = 5*R*C ist, wenn wir nun den 1nF Kondensator nehmen und einen 
Widerstand von 10kOhm vor diesen Kondensator schalten, sollte dieser mit 
einem 50us Impuls aufgeladen werden können (die tatsächliche Impulslänge 
ist ~50us und nicht 10us wie ich fälschlich am Anfang geschrieben habe). 
Jedoch finde ich auch die Information, dass die Entladezeit ebenfalls 
ca. gleichlang ist. Jedoch denke ich mir kann hier doch etwas nicht 
stimmen, denn das würde implizieren, dass zB. der 10nF Kondensator genau 
gleichlang durchhält wie der 1nF kondensator nur dass dann eben ein 
1kOhm Widerstand davorgeschalten gehört, außerdem was bringt ein 
Kondensator zur Impulsverlängerung, wenn er gleiche Auflade und 
Entladezeit hat, die Entladezeit muss doch auch vom Verbraucher, also in 
unserem Fall vom Lautsprecher abhängen?
#3712148
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Experte schrieb:
> 10 us entsprechen 100 kHz.

Als Einzelbemerkung: korrekt.
Für die Problemlösung: Nicht hilfreich.

> Einfach auf ein 100kHz-Sperrfilter gegen GND
> und die entstehende Frequenz um 1024 runterteilen. Macht ein Spektrum
> von rund 100 Hz bis 500 Hz.

Ergebnis: Keine funktion im  GM Umfeld..

Begründung: Lies Dir mal durch wie ein GM-Röhrensignal in der Realität 
aussieht.
Gast #3712226
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Sapere Aude schrieb:
> Danke für die Antworten, denkt ihr es wäre auch möglich das Signal
> ohne
> Operationsverstärker hörbar zu machen? Wir haben nämlich bereits einige
> Bauteile zur Verfügung und würden uns nur ungern neue kaufen.
Ohne Verstärkung wird es nicht gehen. Natürlich kann man Verstärker auch 
aus Einzeltransistoren aufbauen. Damit wir hier nicht meine 
Lieblingsszene aus dem Film 'Meier' nachspielen (mit Dieter Hildebrand 
als Kellner in einem Ostberliner Fischrestaurant, der im Wesentlichen 
nur den Text "Hamm wa nich" hatte) müssen:
was für Bauteile habt Ihr denn?
Gast #3712235
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Sapere Aude schrieb:
>  ...Wäre es
> dann möglich mit einem Kondensator (wir hätten bereits 1nF, 10nF und
> 100nF zur Verfügung) parallel geschaltet den Impuls soweit zu
> verlängern, dass er durch einen Lautsprecher hörbar werden würde?
Kontraproduktiv: mit einem Kondensator parallel zu 1MOhm machst Du nur 
den Spannungspegel winzig klein.
#3712734
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stefanus schrieb:

> Schau Dir mal den Schaltplan von Pollins Geigerzähler Bausatz an. Davon
> kann man gut abgucken, sie ist recht simpel.

Ja, langsam bekomme ich den Eindruck, in diesem Thread läuft ein
Wettbewerb: "Wie kann ich ein eher simples Problem, welches zudem
schon vor Jahrzehnten gelöst wurde, mit möglichst grossem Aufwand
lösen?" Mein Beitrag dazu: Ein PC mit 4GHz und mindestens 8 Kernen...
Gruss
Harald

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