Hallo zusammen, Ich beabsichtige den neubau einer Schaltung. Hierzu ist zwingen eine USB-Soundkarte notwendig, da bestehende Programme darauf zugreifen, und nur das können. Ich benötige hierbei nur einen Sound Eingang, was an Ausgängen da ist, ist vollkommen egal. Aktuell verwende ich die PCM2xxx Serie von Texas, das ist ein USB-Audio Codec der von Windows als Standart erkannt wird. Leider kann der nur 48kHz, 16bit, das ist schon sehr wenig... Gefallen würde mir etwas im Bereich 192kHz, 16,24 oder 32bit. Im übelsten Fall würde ich mich auch mit 96k abgeben. "NonPlusUltra" wären natürlich 384kHz, das wird es aber kaum für den Enduser geben. Leider habe ich bis jetz nur bei Realtek etwas passendes gesehen was "out of the box" funktionieren würde, die IC's gibt’s aber bei keinem Distributer, und vermutlich wird mir Realtek auch keine direkt liefern.. Kennt jemand hier im Forum etwas passendes / oder hat etwas passendes gebaut.
Johnny S. schrieb: > Ich beabsichtige den neubau einer Schaltung. Hierzu ist zwingen eine > USB-Soundkarte notwendig, da bestehende Programme darauf zugreifen, und > nur das können. du schreibt das Windows den Treiber mitbringt. Damit kann die Anwendung doch gar nicht wissen ob es eine USB soundkarte ist. eine PCI (Express) Karte lässt sich genauso ansteuern. Eventuell ist dort die Auswahl ja größer.
Peter II schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Ich beabsichtige den neubau einer Schaltung. Hierzu ist zwingen eine >> USB-Soundkarte notwendig, da bestehende Programme darauf zugreifen, und >> nur das können. > > du schreibt das Windows den Treiber mitbringt. Damit kann die Anwendung > doch gar nicht wissen ob es eine USB soundkarte ist. eine PCI (Express) > Karte lässt sich genauso ansteuern. > > Eventuell ist dort die Auswahl ja größer. Ich vergass leider zu erwähnen das das natürlich über eine USB-Kabel angeschlossen werden kann... PCi Karten gibt es genügend, da aber das Gerät ortsveränderlich ist und meist an einem Laptop angeschlossen werden soll, ist PCI keine Option.
Du könntest mal schauen, wie die Leute vom Fifi-SDR das gemacht haben. Der bringt eine 192 kHz Soundkarte mit. http://www.box73.de/product_info.php?products_id=3081
Oder das hier https://www.silabs.com/products/development-tools/interface/cp2114-pcm1774ek-evaluation-kit
> Leider habe ich bis jetz nur bei Realtek etwas passendes gesehen was > "out of the box" funktionieren würde, die IC's gibt’s aber bei keinem > Distributer, und vermutlich wird mir Realtek auch keine direkt liefern.. [0]. Alternativ gibts den Tschipp auch bei Asus. HF [0] https://www.ebay.de/sch/i.html?_nkw=cm6631a
Wie wäre es wenn du mal das "Gerät" einfach näher beschreibst? Existiert es bereits, wenn ja, mach doch ein paar Fotos! Ist es ein Design von dir, lade noch die Schaltpläne und Boardfiles hoch!
Marc H. schrieb: > Wie wäre es wenn du mal das "Gerät" einfach näher beschreibst? Existiert > es bereits, wenn ja, mach doch ein paar Fotos! Ist es ein Design von > dir, lade noch die Schaltpläne und Boardfiles hoch! Es handelt sich um einen PCM2xxx von TI mit einem Mic Eingangsstecker und einem USB Stecker. Fertig. An dem Gerät wird dann ein Messgerät für Radioaktivität angeschlossen. Ich möchte das nun alles neubauen, und in einem Gehäuse verbauen. Nichtsdestotrotz habe ich nicht mal 193kHz USB-Stick-Soundkarten als Fertigprodukt gefunden...
Schau mal nach Professionelleren USB Audio Geräten z.B. Asus Xonar U5: 192kHz 24 Bit
U7 natürlich, sorry https://www.reichelt.de/?ARTICLE=160998&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&gclid=EAIaIQobChMIh6Tg_7XW1QIVDLcbCh0iBAGsEAQYAyABEgJqXvD_BwE
Moin, Johnny S. schrieb: > Es handelt sich um einen PCM2xxx von TI mit einem Mic Eingangsstecker > und einem USB Stecker. Fertig. OK. Und da erwartest du dir dann von 24bit und 192kHz Samplingfrequenz was genau fuer Verbesserungen gegenueber der TI-Loesung? Am Mikrophoneingang? Gruss WK
Bastler schrieb: > U7 natürlich, sorry > > https://www.reichelt.de/?ARTICLE=160998&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&gclid=EAIaIQobChMIh6Tg_7XW1QIVDLcbCh0iBAGsEAQYAyABEgJqXvD_BwE Sehrschön :) da steht sogar welcher Chipsatz benutzt wird... vielleicht kann ich das ja denn direkt verlöten ... Dergute W. schrieb: > Moin, > > Johnny S. schrieb: >> Es handelt sich um einen PCM2xxx von TI mit einem Mic Eingangsstecker >> und einem USB Stecker. Fertig. > > OK. Und da erwartest du dir dann von 24bit und 192kHz Samplingfrequenz > was genau fuer Verbesserungen gegenueber der TI-Loesung? Am > Mikrophoneingang? > > Gruss > WK Die Ergebnisse werden genauer, bzw höher aufgelöst. Signaländerungen welche zwischen Sample1 und Sample2 passieren, werden ja nicht erfasst, ändert man die Frequenz wird der Zeitabstand der Samples kleiner, somit die Erfassung der Daten besser.
Hallo, eventuell würde Dich diese Auswahl weiterhelfen ; https://www.thomann.de/de/usb_audio_interfaces.html
Ob deine Messgenauigkeit bei einer Soundkarte mit 96k 24bit besser wird müsste man erst noch testen. Audio wird durch einige Kernel Treiber gestreamt die das Signal beeinflussen. Zusätzlich ist das auch noch stark OS abhängig. Von TI gibt es den TUSB3200 der kann bis 24bit in 96k. Dieser braucht aber Firmware und einen ext. Codec. Wenn du nur den Eingang brauchst und die deskriptoren passenend setzt sind sogar 192k drin. Es gibt von TI eine Beispiel Firmware die war aber zumindest früher unter NDA. Die Firmware ist etwas seltsam. Es gab einige Pro Audio Geräte die das Teil benutzten ist aber nichts Out of the box Dann gibt es noch den TAS1020 den ich aber nicht so sehr mag. Thomas
Hab nun mal ein Mail an Cmedia gesendet, welche den Chip machen von der Asus U7, scheint Standart-Treiber davon zu geben. Ebenfalls ein Mail an XMOS, dort steht auf der Homepage auch standarttreiber. Was ich nicht ganz verstehe ist das die Meisten Geräte nur "USB to I2S Bus" sind, und man laut Datenblatt verschiedene I2S Audio Codecs anschliessen kann, das würde dann aber Bedeuten das die Codecs ja alle das gleiche Protokoll haben müssen?
Nun I2S ist halt ein weitverbreitetes Protokoll für Audio. Das kann bis 32bit und die Samplerate ist nur vom Masterclock abhängig. Damit kann man sehr flexibel Audio HW designen. Die CMedia Teile wirst du nicht für dein Einzelprojekte bekommen. Das XMos Teil kenn ich nicht. Meines Erachtens bleibt nur der TUSB3200 übrig. Da ist der Weg aber steinig falls du noch nie eine USB Firmware gebaut hast. Thomas
Thomas schrieb: > Nun I2S ist halt ein weitverbreitetes Protokoll für Audio. Das kann bis > 32bit und die Samplerate ist nur vom Masterclock abhängig. > Damit kann man sehr flexibel Audio HW designen. Die CMedia Teile wirst > du nicht für dein Einzelprojekte bekommen. Das XMos Teil kenn ich nicht. > Meines Erachtens bleibt nur der TUSB3200 übrig. Da ist der Weg aber > steinig falls du noch nie eine USB Firmware gebaut hast. > > Thomas Mit dem CMedia gibt es diverse fertige Karten, wo einfach der Codec schlecht ist, da kann ich ja eine fertige Karte für 5$ bestellen und dann den Chip ablöten... :) Das XMos-Teil gibt es bei Digikey https://www.digikey.ch/product-detail/de/xmos/XHRA-2HPA-TQ64-C/880-1114-ND/5401093 und I2S Codec gibt es bei Digikey viele... mal sehen was draus wird. Im schlimmsten Fall kaufe ich die Asus U7 und modifiziere den Audio 3.5mm auf BNC ...
Ein Problem, was Du haben wirst, ist dass Windows 7 nur USB Audio Class 1 out of the box unterstützt. USB Audio 1 ist für USB 1.1 Full Speed gemacht, und aufgrund der Bandbreitenbeschränkung ist es auf 16 Bit/48kHz vollduplex oder 16 Bit/96kHz halbduplex begrenzt. Für Bittiefen und Abtastraten jenseits dieser Begrenzungen braucht es USB Audio Class 2. Microsoft liefert im Gegensatz zu Apple nicht einmal fürs neueste Windows Treiber für diesen Standard mit, d.h. Du bist entweder auf proprietäre Treiber des Chipherstellers angewiesen (die mitunter etwas wacklig sind) oder brauchst einen Mac. Auf dem geht das ganze einfach so ganz problemlos. Die Hersteller professioneller Audiogeräte haben ihren eigenen Treiber für ihre Geräte entwickelt, als Microsoft sich nicht bewegt hat. Die Treiberproblematik ist der Grund dafür, weswegen USB Audio Class 1 noch so verbreitet ist. fchk
fchk schrieb: > Die Treiberproblematik ist der Grund dafür, weswegen USB Audio Class 1 > noch so verbreitet ist. wobei bei andere Hardware es üblich ist, das der Hersteller einen Treiber mitliefert.
USB1 Audio kann max 8 Kanäle in 48k 16 Bit oder 4 Kanäle in 48k 24bit oder 2 Kanäle in 96k 24bit. Sowas hab ich schon gebaut. Ansonsten ist es richtig dass win kein natives usb2 Audio kann. Das ist auch so im Prospekt des XMos Chips beschrieben. Sehr viele Anbieter benutzen den USB Audio Treiber von Thesycon um usb2 Audio zu machen. Die Baustellen sind aber viel größer Es ist unmöglich mehr als etwa 65db Signalrauschabstand zu erhalten wenn der Codec nicht mit einer absolut sauberen Spannung versorgt wird. Speziell der ref Anschluss muss eine saubere Spannung erhalten. Das ist mit einer USb Stromversorgung in der Regel nicht machbar. 65db kann aber auch jeder pobligen 16 Bit Codec. Dann kommt dieAusgangsstufe welche normalerweise gute Ops und sym. Stromversorgung braucht. Wenn du also 24bit willst muss das Umfeld stimmen. Thomas
Schau mal hier, habe ich in einem anderem Thread gesehen: Bis zu 192 kHz/24 Bit (Mac OS-X, Linux und Windows 10 ab Version 1703) Bis zu 96 kHz/24 Bit und 192 kHz/16 Bit (Windows bisher) http://www.beis.de/Elektronik/DA2USB/DA2USB-de.html Ist digital, brauchst dann noch http://www.beis.de/Elektronik/ADDA24QS/ADDA24QS-de.html
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XCOM liefert einen Treiber für Evaluation, der auf XCOM VID's und PID's gelockt ist, das ist aber auch kein Problem. Ebenfalls erzeugt er nach 60Minuten alle 5Minuten einen "Beep", ich nehme aber schwer an, das sich das nur auf den Out bezieht und nicht auf den In. Spannungsreferenzen etc gibt es ja genügend, ich denke mal 192kHz, 24bit ist für den heutigen Stand von analogtechnik eher "Standard", es gibt ja SPI ADC jenseits von 100MSps...
Die XMos Chips arbeiten wirklich gut, nur die WIN Treiber geschichte ist teuer. Wenn ich es könnte würde ich den selber schreiben und den gleich als Opensource verbreiten nur um die Jungs zu Ärgern. Wenn jemand in der lage ist so einen Treiber zuschreien, dann BITTE BITTE mach es. Im Linux Code müsste ja genug drin stehen, Linux kann den XMos Chips ohne weiters bedienen.
Moin, Johnny S. schrieb: > Die Ergebnisse werden genauer, bzw höher aufgelöst. Signaländerungen > welche zwischen Sample1 und Sample2 passieren, werden ja nicht erfasst, > ändert man die Frequenz wird der Zeitabstand der Samples kleiner, somit > die Erfassung der Daten besser. Ja nee, ist klar. Johnny S. schrieb: > Spannungsreferenzen etc gibt es ja genügend, ich denke mal 192kHz, 24bit > ist für den heutigen Stand von analogtechnik eher "Standard", es gibt ja > SPI ADC jenseits von 100MSps... Soso. Ernst beiseite: Was du "mal denkst" und was dann aus deiner selbstgebastelten Platine rausfaellt - das koennten 2 Paar ganz verschiedene Stiefel sein (merk' ich mal so ganz vorsichtig an...) Gruss WK
Nun ja alles kein Problem dann mach Mal...Meine Erfahrungen beim Design von kommerziellen USB Audiodevices sind halt so wie ich geschrieben habe. Das ist nicht trivial. Der Audio Treiber mit dem Beep ist der Thesycon Demo Treiber. Wie willst du die Treiber Zertifizierung machen weil ohne gibts Probleme mit der Installation. Die pro Audio Welt ist überschaubar. Da gibts nicht so viele Anbieter. Thomas
Dergute W. schrieb: > Moin, > > Johnny S. schrieb: >> Die Ergebnisse werden genauer, bzw höher aufgelöst. Signaländerungen >> welche zwischen Sample1 und Sample2 passieren, werden ja nicht erfasst, >> ändert man die Frequenz wird der Zeitabstand der Samples kleiner, somit >> die Erfassung der Daten besser. > > Ja nee, ist klar. Wo ist das Problem? Einfach eklärt, nehmen wir an du hast den positiven Teil eines Sinus 0ms = 0V 1ms = peak 1V 2ms = 0V hast du einen Samplezyklus von 1ms, hast du 3 Werte 0,1,0, daraus kannst du nur ein Rechteck zeichnen hast du einen Samplezyklus von 0.5ms, gibt das schon 6 Werte. bei 48kHz ist dieser Zyklus 20us, bei 192kHz bereits 500ns.... Meine Pulse sind etwa 60-100us lang, bei 48kHz gibt das lediglich 3-5 Samples, die Chance den Peak dabei zu verfehlen, ist erheblich, bei 500ns müsste das 120-200 Samples geben, das ist wesentlich genauer. Thomas schrieb: > Nun ja alles kein Problem dann mach Mal...Meine Erfahrungen beim Design > von kommerziellen USB Audiodevices sind halt so wie ich geschrieben > habe. > Das ist nicht trivial. Der Audio Treiber mit dem Beep ist der Thesycon > Demo Treiber. > Wie willst du die Treiber Zertifizierung machen weil ohne gibts Probleme > mit der Installation. > Die pro Audio Welt ist überschaubar. Da gibts nicht so viele Anbieter. > Thomas Wenn ich mir fertige USB-Soundkarten die Bus-Powered sind ansehe, trau ich mir das zu :) Der Demo-treiber ist doch kein Problem. Auf der Seite von Xcom steht "Evaluation Treiber", da ich das für ein privates Projekt benötige ist die Chance das jemand krum kommt relativ klein, und selbst wann, solange nicht steht wie lange eine Evaluation dauert, kann auch niemand motzen. Ebenfalls denke ich der Beep betrifft nur den Output, welchen ich ja eh nicht brauche. Wenn es den Input betrifft sind Messzyklen <60min garkein Problem, und darüber kann man es Wegkalibrieren, man nimmt also zb. 3h das Signal auf und subtrahiert desse Werte dann von der Wertetabelle des 3h-Messvorgangs. Das ist bei meiner Applikation sowiso gefordert. Und wie gesagt, eine Lösung wäre sicherlich die Asus U7 zu kaufen und zu modifizieren, also direkt ein SMA oder BNC zu montieren und den Klinkenstecker auszubauen. Es gibt auch noch ein gerät von Behringer mit XLR, das könnte man ja direkt nehmen,da XLR weitaus bessere mechanische Eigenschaften hat, eine Klinke knistert ja schon wenn man sie bisschen dreht... Günstiger als 100€ wird auch die eigenkonstruktion nicht, also könnte man durchaus zwei Teile zusammensetzen bzw ein weiteres Gehäuse unter die U7 kleben und somit "ein Gerät" erhalten.
Johnny S. schrieb: >> Johnny S. schrieb: >>> Die Ergebnisse werden genauer, bzw höher aufgelöst. >>> Signaländerungen welche zwischen Sample1 und Sample2 >>> passieren, werden ja nicht erfasst, ändert man die >>> Frequenz wird der Zeitabstand der Samples kleiner, somit >>> die Erfassung der Daten besser. >> >> Ja nee, ist klar. > > Wo ist das Problem? Das Problem ist, dass Du die Mathematik dahinter nicht verstanden hast. > Einfach eklärt, nehmen wir an du hast den positiven > Teil eines Sinus > > 0ms = 0V > 1ms = peak 1V > 2ms = 0V > > hast du einen Samplezyklus von 1ms, hast du 3 Werte 0,1,0, > daraus kannst du nur ein Rechteck zeichnen Das ist falsch. Man kann daraus im Gegenteil nur einen Sinus zeichen! Bei einem Samplezyklus von 1ms musst Du VOR dem Abtasten, d.h. auf der analogen Seite absichern, das keine Spektral- anteile von mehr als 500Hz im Signal enthalten sind. Wenn Du das unterlässt, begehst Du einen groben Fehler. Wenn Du die Bandbegrenzung aber korrekt vornimmst, wird die Abtastfolge [0,1,0,-1] durch die inverse Fourier-Transformation korrekt in ein Sinussignal umgewandelt. > Meine Pulse sind etwa 60-100us lang, bei 48kHz gibt das > lediglich 3-5 Samples, die Chance den Peak dabei zu verfehlen, > ist erheblich, Nur, wenn man es falsch macht. Du darfst natürlich nicht einfach den maximalen Abtastwert suchen; korrekt wäre, zuerst zu interpolieren und in der interpolierenden Funktion das Maximum zu suchen. > bei 500ns müsste das 120-200 Samples geben, das ist wesentlich > genauer. Na klar. Die 50fache Datenmenge erzeugen, nur weil man nicht korrekt rechnen will. Schöne neue Zeit.
Die Demo Treiber sind wirklich kein Problem. Der Beep ist in 10min rausgepatcht. Hängt man so eine einfache buspowered Soundkarte an die AP kommt beim FFT mit 1kHz das große Erwachen. Da muss es erst mal besser wie 65db werden. Ich habe nicht behauptet dass es mit buspowered nicht möglich ist besser zu werden. Man muss dann nur deutlich mehr Aufwand in die Stromversorgung stecken Z.B. Schaltregler die aus der USB Spannung saubere +-5V machen. Wobei die Schaltregler dann wieder eigene Probleme bereiten. Hast du dir Mal ein Interface aus dem Pro Audio Bereich angeschaut? Die schaffen alle durch die Bank um die 85db Signalrauschabstand. Eine andere Sache Du missbraucht Audio für Messzwecke. Der Absatz funktioniert zwar die Messgenauigkeit mit 24bit und höher Samplerate zu verbessern ist möglicherweise der falsche Ansatz. Mit einem Bulk USB Device wäre das einfacher. Wie schon gesagt viele Probleme umgehst du mit einem USB1 Audio Device und mit dem TUSB3200 sind 96k 24bit drin wenn du nur Eingang machst. Dann funktionieren die Win Treiber Out of the Box. Du hast in der Eingangspost gefragt ob das schon jemand gemacht hat und Erfahrungen damit hat. Dies sind meine Erfahrungen. Das einfachste ist wirklich was fertiges zu kaufen. Thomas
Johnny S. schrieb: > bei 48kHz ist dieser Zyklus 20us, bei 192kHz bereits 500ns.... Wenn man richtig schlecht rechnen kann, stimmt es ... > Meine Pulse sind etwa 60-100us lang, bei 48kHz gibt das lediglich 3-5 > Samples, die Chance den Peak dabei zu verfehlen, ist erheblich, Falscher Lösungsansatz. Solche Signale integriert man (analog) und zieht vom Integrator anschließend den gemessenen Wert ab. > bei 500ns müsste das 120-200 Samples geben, das ist wesentlich genauer. Nö. Und die 500ns sind auch falsch. Im Übrigen ist ein Audio ADC mit dem bei heutigen Delta-Sigma-Wandlern integrierten Tiefpass auf Ohren, nicht auf Messtechnik abgestimmt. Somit bekommst Du damit sowieso keine wirklich brauchbaren Ergebnisse. Johnny S. schrieb: > Wenn ich mir fertige USB-Soundkarten die Bus-Powered sind ansehe, trau > ich mir das zu :) Aha!? Ich denke nicht, dass Du ein 100dB-Layout hinbekommst. Alle LSBs bei mehr als 16Bit sind Zufallszahlen. Vermutlich schon ab 10 Bit. Und bei Deiner Problemstellung kannst Du nichteinmal einen Mittelwert nehmen. Mein Tip: Nimm einen schnellen 12 ... 16-Bit Wandler (meinetwegen im MHz Bereich) und lass einen Controller die Daten abholen. Wenn der Messwert eine bestimmte Schwelle überschreitet, werden die Daten (n Samples vor und m Samples nach dem Triggerzeitpunkt) per UART (via USB) an den Rechner geschickt. Und mach ein ordentliches Layout und eine gute Spannungsversorgung (Filter!) Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Im Übrigen ist ein Audio ADC mit dem bei heutigen > Delta-Sigma-Wandlern integrierten Tiefpass auf Ohren, > nicht auf Messtechnik abgestimmt. Somit bekommst Du > damit sowieso keine wirklich brauchbaren Ergebnisse. Beweis durch Behauptung?
Possetitjel schrieb: > Das ist falsch. Man kann daraus im Gegenteil nur einen > Sinus zeichen! Nein, höchstens ein dreieck. Zeichne auf einem XY-Diagram mal 3 punkte ein X0 = Y0 X1 = Y1 X2 = Y0 Dann verbinde die 3 Punkte. Gibt ein 3eck. Ein Sinus kann nicht gezeichnet werden, da ja die Anstiegsgeometrie unbekannt ist. > Bei einem Samplezyklus von 1ms musst Du VOR dem Abtasten, > d.h. auf der analogen Seite absichern, das keine Spektral- > anteile von mehr als 500Hz im Signal enthalten sind. Wenn Du > das unterlässt, begehst Du einen groben Fehler. > Nur, wenn man es falsch macht. > > Du darfst natürlich nicht einfach den maximalen Abtastwert > suchen; korrekt wäre, zuerst zu interpolieren und in der > interpolierenden Funktion das Maximum zu suchen. Dies ist in meiner Anwendung aber nicht machbar... > > Na klar. Die 50fache Datenmenge erzeugen, nur weil man nicht > korrekt rechnen will. Schöne neue Zeit. Klar könnte man das alles machen, man könnte auch gleich die ganze Thematik professionell für ca. 500€ aufbauen, und dann in der Freizeit mit endlosem aufwand eine eine komplett eigene Softwarelösung programmieren. Man kann das sogar theoretisch alles mit einem FPGA nach belieben machen. Nur ist das Hauptproblem dabei die Zeit sowie das Wissen. Bis man nur soweit FPGA angelernt hätte, das man einen Stich hätte, vergehen Wochen. Das haben schon machne versucht, und sind alle gescheitert. Vorallem dann mit den Daten noch eine nichtlineare Kalibrierung und Kompensation zu implementieren, damit das Endergebnis stimmt. Desshalb greift die Hobbybranche in diesem Bereich vorallem auf fertige Softwaren von studierten Menschen zurück :) Mein Ansatz ist aber die bereits fertigen, frei erhältlichen Softwaren einzusetzen, und diese KÖNNEN NUR mit einem Windows Audio Eingang oder einem WAV File arbeiten. Klar kann man das WAV mit einem MCU auf SD erstellen, jedoch dauert dann ein Messvorgang von 3h über 6h, denn zuerst müssen 3h WAV File generiert werden, und dann ja nochmal 3h von der Software verarbeitet werden. Desshalb ist der Lösungsansatz zwingend mit einer Soundkarten-Lösung zu erreichen. Es geht mir hier nicht drum das aller beste und klügste zu erstellen, sondern das bestehende zu verbessern. Und es ist bereits bewiesen das eine höhere Samplerate in der Anwendung zu besseren Ergebnissen führt.... Thomas schrieb: > Die Demo Treiber sind wirklich kein Problem. Der Beep ist in 10min > rausgepatcht. > Hängt man so eine einfache buspowered Soundkarte an die AP kommt beim > FFT mit 1kHz das große Erwachen. Da muss es erst mal besser wie 65db > werden. > Ich habe nicht behauptet dass es mit buspowered nicht möglich ist besser > zu werden. > Man muss dann nur deutlich mehr Aufwand in die Stromversorgung stecken > Z.B. Schaltregler die aus der USB Spannung saubere +-5V machen. Wobei > die Schaltregler dann wieder eigene Probleme bereiten. > Hast du dir Mal ein Interface aus dem Pro Audio Bereich angeschaut? > Die schaffen alle durch die Bank um die 85db Signalrauschabstand. > Eine andere Sache > Du missbraucht Audio für Messzwecke. Der Absatz funktioniert zwar die > Messgenauigkeit mit 24bit und höher Samplerate zu verbessern ist > möglicherweise der falsche Ansatz. > Mit einem Bulk USB Device wäre das einfacher. > Wie schon gesagt viele Probleme umgehst du mit einem USB1 Audio Device > und mit dem TUSB3200 sind 96k 24bit drin wenn du nur Eingang machst. > Dann funktionieren die Win Treiber Out of the Box. > > Du hast in der Eingangspost gefragt ob das schon jemand gemacht hat und > Erfahrungen damit hat. Dies sind meine Erfahrungen. > Das einfachste ist wirklich was fertiges zu kaufen. > > Thomas Die 24bit sind nichtmal das wichtigste, sondern die samplerate. Doch wie es aussieht sind Lösungen im 192kHz bereich meist sowieso höher als 16bit. Wichtig ist Samplerate, da dadurch die Signale besser bzw. korrekter erfasst werden. Logisch ist es Missbrauch die Audiolösung für Messzwecke zu verwenden, jedoch sind leider die einzigen Free oder fast Freeware leider genau darauf programmiert - professionelle Lösungen sind meist OEM und kosten meist >1500€ inkl. OEM Hardware... Ich denke bei dem Preis von Fertigen Interfaces (50-200€) lohnt sich ein selbstbau wohl doch eher weniger, dann lieber das fertige Produkte modifizieren. Einige Tutorials zum modifzieren von PCI Karten gibt es, nur kann ich an einem Laptop leider kein PCI verbauen.. aber der Audio-Teil ist ja bei PCI vermutlich gleich wie bei USB. Ich tendiere aktuell dazu https://www.thomann.de/gb/behringer_u_phoria_umc204hd.htm?sid=857d255ce5aabf8535c3104f52d762de Vorallem wegen den XLR Steckern... Mal sehen ob man den Preamplifier auch überbrücken kann.
Moin, Ok, also kommts dir eher auf die hoehere zeitliche Aufloesung an - meine Vorschreiber haben meine Bedenken zu den Bitbreiten und deinem Verstaendnis von Abtastung weitgehend geteilt. Trick17 mit Billigkarte: Das Dingens kann ja Stereo, dein Signal ist aber nur Mono - also bau' dir eine analoge Verzoegerung um 1/96kHz (z.b. mit ein paar Allpaessen oder einem lustigen Besseltiefpass, der auf Laufzeit und nicht auf Grenzfrequenz dimensioniert wurde) und verwende beide Kanaele. Ist softwaremaessig sicher etwas Gefiesel, aber ich denk' eh, dass bei dem speziellen Typ Signal, was du erwartest, da viel mehr mit mehr Signalverarbeitung rumkommt, als wenn du versuchst, irgendwelche Layouts zu optimieren. Gruss WK
Bei der modifikation meinte ich vorallem bei einem nicht XLR-Produkt den Einbau einer BNC,da klinkenstecker sehr schlecht sind. Ebenfalls ist das Signal selbst sehr stark, ich habe aktuell das Problem das der Eingangspegel knapp am Limit ist, da ist ein Verstärker kontraprodiktiv... Und eine billig Soundkarte mit Stereo mic? das hat nicht mal meine 7.1 :D
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Ich denke es würde sich lohnen, sich nach anderer Software umzugucken. Ich kann es kaum glauben, dass das alles ausschließlich über eine Soundkarte funktionieren soll. Wie ja richtig erkannt wurde ist die Genauigkeit, gerade bei höherer Strahlendosis, nicht gegeben. Die mir bekannten Dosimeter haben alle eine RS232 Schnittstelle, diese kann man auch sehr einfach über USB realisieren (z.B. FTDI). Was man dann noch braucht ist ein uC, der per Interrupt die Pulse in einem festgelegten Intervall (z.B. 1 Sekunde oder 1 Minute) zählt, und in diesem Zeitabstand ein Datenpaket an den Rechner schickt (entweder die Anzahl der Pulse, oder bereits umgerechnet in Dosisleistung). Die Bandbreite, die hierfür benötigt wird, ist im Vergleich zum Audio-Interface-Missbrauch ein Witz, und es gehen keine Pulse verloren. Ein durchschnittlicher uC kann Interrupts locker im MHz-Bereich zählen.
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Joe F. schrieb: > Ich denke es würde sich lohnen, sich nach anderer Software umzugucken. > Ich kann es kaum glauben, dass das alles ausschließlich über eine > Soundkarte funktionieren soll. Wie ja richtig erkannt wurde ist die > Genauigkeit, gerade bei höherer Strahlendosis, nicht gegeben. Habe ich bereits... 700$ - 40'000$ je nach gewünschten Umfang inklusive OEM Hardware... Manchmal gibt es auf Ebay für 300-500$ uralte Geräte mit Centronix Anschluss... Des weiteren geht es ja nicht um Pulse zählen, sondern um dessen Höhe, as Signal selbst ist zwischen 6Hz und 50kHz, jedoch absolut unregelmässig und die Signale können verformt sein.. Das Ursprüngliche Signal wird ja schon "anlog" Misshandelt das es für "fertige Hardware überhaupt erfassbar ist. Siehe Anhang, gelb das Orginalsignal..
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Johnny S. schrieb: > Des weiteren geht es ja nicht um Pulse zählen, sondern um dessen Höhe, > as Signal selbst ist zwischen 6Hz und 50kHz, jedoch absolut > unregelmässig und die Signale können verformt sein.. Verstehe ich nicht. Was ist das für ein Detektor? Ein normaler Geigerzähler haut einfach einen extrem scharfen Puls raus (das Gelbe). Eine Unterscheidung der Puls-Amplitude ist da nicht nötig. Das blaue Signal ist halt eine tiefpassgefilterte Version des gelben Pulses, damit man es mit einer Soundkarte überhaupt erfassen kann. Hier eine Software, die mit RS232 arbeitet: http://www.blackcatsystems.com/RadMap/map.html http://www.blackcatsystems.com/GM/page3.html Die hat auch einen Webserver. Wenn man keinen Detektor von denen kaufen möchte, sondern nur die Software nutzen möchte, kostet das 39 USD. Das Protokoll ist sowas von einfach - glaubt man kaum: Pro empfangenem Puls schickt man einfach ein (beliebiges) Byte über die serielle Schnittstelle.
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Possetitjel schrieb: > Beweis durch Behauptung? Offensichtlich habe ich mich mehr damit auseinander gesetzt. Im Datenblatt zum CS5396/97 bekommt man evtl. eine kleine Vorstellung. Das ist der selbe ADC, einmal mit Filterkoeffizienten für Audio, einmal nicht für Audio. Anders würde man mit diesen Wandlern nicht diese Werte erzielen. In heutigen Datenblättern findet man darüber nur noch wenig. https://de.wikipedia.org/wiki/Rauschformung#Noise_Shaping_in_der_Audiotechnik Johnny S. schrieb: > Nein, höchstens ein dreieck. Dann hast Du falsch interpoliert. Mit fs kannst Du maximal fs/2 übertragen. Dreieck hat schon Oberwellen. Gruß Jobst
Als Anregung: Das Programm des uC, der die Pulse in das RS232 "Protokoll" übersetzt sieht dann entsprechend einfach aus:
1 | int counter=0; |
2 | |
3 | isr() |
4 | {
|
5 | counter++; |
6 | }
|
7 | |
8 | main() |
9 | {
|
10 | setup_rs232(); |
11 | setup_isr(); |
12 | |
13 | for(;;) |
14 | {
|
15 | if (counter>0) |
16 | {
|
17 | rs232_send_byte("X"); |
18 | counter--; |
19 | }
|
20 | }
|
21 | }
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Joe F. schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Des weiteren geht es ja nicht um Pulse zählen, sondern um dessen Höhe, >> as Signal selbst ist zwischen 6Hz und 50kHz, jedoch absolut >> unregelmässig und die Signale können verformt sein.. > > Verstehe ich nicht. Was ist das für ein Detektor? > Ein normaler Geigerzähler haut einfach einen extrem scharfen Puls raus > (das Gelbe). Aktuell Scintillation ( NaI(Ti), CsI(Ti), Caf2). In näherer zukunft ein gebrauchter HPGE. Um etwas auszuholen, ein Geigerzähler zählt nur Radioaktive Zerfälle mit einer mehr oder weniger guten Effizienz. Dessen Pulszählung kannst du auch mit einem CMOS Counter machen. Das ist simpel. Ein Scintillation Detektor (Neupreis 1k$ - 10k$, gebraucht 100-1000$) hat eine viel Grössere Effizienz (zb. gute Geiger bringen 180 Events pro Minute bei Hintergrundstrahlung, kleinere Scintillation bringen rund 50 pro Sekunde). In meiner 30mm PB + 5mm SN + 2mm Cu Abschirumung bringt der Detektor noch ganze 6 Pulse pro Sekunde zustande, die Geigerröhre meldet sich vieleicht 1-2 mal in der Minute. Und am wichtigsten ist, dessen Pulse haben eine Amplitude in Beziehung zur Strahlenenergie, du weisst also WAS strahlt. Wenn du mit einem Geiger ein Uranerz und einen Glühstrumpf misst, knattert es bei beiden herum. Der Scintillation Detector kann dir dann aber noch sagen ob es nun Uran oder Thorium ist. Vergleichbar mit einem Audiospektrum. Man kann damit also zb. Erde aus Fukushima messen, und finded darin Cs-137 sowie Cs-134, siehe Screen anbei (Sorry für Offtopic) Dazu muss man natürlich die Höhe des Impulses messen, damit ist es aber nicht getan. Für den ganzen Energiebereich ist der Detektor nicht linear, also es kann sein das zb. die Arbitary Unit "10" eine Energie von 100keV ist aber daraus folgt nicht "Arbitary 100 = 1000keV" sondern vieleicht nur 800keV. Ebenfalls können die einzelnen Energien nicht alle gleich genau erfasst werden. Geht man von je 1000 Zerfällen von U-235 und Tl-208 aus, kann es sein das dein Detektor 1000xU-235 erfasst, aber nur 800xTl-208. Somit ist einfach den Spitzenwert erfassen nur die halbe Miete, die ganzen Mathematischen liniarisierungen und kalibrationen sind eine ganz andere Geschichte. Bei einem HPGE (HighPurityGermanium, Neupreis +30k$, gebraucht 2-4k$) ist das dann alles nochmal eine Stufe schwieriger, da die Signale sehr genau sind und er bei Hintergund ca. 20k Impulse liefert. Je mehr das Signal mit Anlog verlängert, desto mehr falsche Pulse gibt es, denn wenn während des abfallen des blauen Signals bereits wieder ein gelbes eintrifft, springt blau natürlich auch wieder herauf (natürlich auf eine falsche Höhe). Wäre es mit Impulse zählen oder deren Höhe messen getan, hätten das schon viele gemacht :) Den weg der Soundkarte hat man vermutlich hauptsächlich gewählt weil dies bereits Signale misst und praktisch an jedem Computer verfügbar ist. Somit braucht der Hobbyspektrograf nur noch einen Detektor und ein Netzteil. Viele die das machen sind überhaupt nicht an Elektronik interessiert und haben keinen Plan von Elektronik, können also auch nichts selber löten oder programmieren.
Johnny S. schrieb: > Um etwas auszuholen, [...] Sehr interessant; vielen Dank erstmal. > Dazu muss man natürlich die Höhe des Impulses messen, damit > ist es aber nicht getan. Für den ganzen Energiebereich ist > der Detektor nicht linear, Ja, gut. Die dem Detektor folgende Elektronik ist aber linear. (Zumindest sollte sie das sein.) > Je mehr das Signal mit Anlog verlängert, desto mehr falsche > Pulse gibt es, Nee. Das sieht zwar für den Laien so aus, aber es stimmt nicht. > denn wenn während des abfallen des blauen Signals bereits > wieder ein gelbes eintrifft, springt blau natürlich auch > wieder herauf Ja. > (natürlich auf eine falsche Höhe). Nein. Wenn die Elektronik linear arbeitet (was man voraussetzen muss, weil sonst gar nix stimmt), dann gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Höhe des gelben Impulses und der Höhe der blauen Kurve. Das muss selbst dann gelten, wenn sich mehrere blaue Kurven (zeitverschoben) überlagern, also wenn ein neuer gelber Impuls kommt, bevor die blaue Kurve ganz abgeklungen ist (!!!). Genau das ist nämlich das Wesen eines linearen Systems: Die einzelnen Signale überlagern sich störungsfrei. Dieser schön geschwungene Verlauf in der blauen Kurve ist einfach die Impulsantwort der linearen Analogelektronik, die dem Detektor folgt. Man muss somit rechnerisch analysieren, aus wie vielen wie hohen Impulsantworten das Messsignal besteht, um zu bestimmen, wie viele wie hohe gelbe Impulse eingetroffen sind. > Wäre es mit Impulse zählen oder deren Höhe messen getan, > hätten das schon viele gemacht :) Naja, es stimmt schon, dass das echte Numerik ist. Aber das sollten die Auswertungsprogramme doch können... > Den weg der Soundkarte hat man vermutlich hauptsächlich > gewählt weil dies bereits Signale misst und praktisch an > jedem Computer verfügbar ist. Ja. Das finde ich auch gar nicht dumm. Den Hohn von allen Seiten würde ich einfach überhören... Soundkarte ist quasi eine Standardschnittstelle.
Jobst M. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Beweis durch Behauptung? > > Offensichtlich habe ich mich mehr damit auseinander > gesetzt. Mag wohl sein. Auch eine wahre Behauptung ist nur eine Behauptung, so lange Du die Begründung den anderen nicht mitteilst.
Possetitjel schrieb: > Ja, gut. Die dem Detektor folgende Elektronik ist aber > linear. (Zumindest sollte sie das sein.) Die Elektronik ja, aber die physikalische Grösse nicht. zb. ein NTC hat ja auch eine verbogene Kurve statt eine lineare grade, denn musst du auch zuerst einmessen - bzw deine Software so lösen das Sie anhand mehrerer Referenztemperaturen die Kurve selbst berechnet Theremino MCA macht das mit einem Equalizer wie man es von Audio kennt, PRA und BecquiMoni machen das mit mehreren Kalibrierpunkten bei denen man die Mean Arbitary Unit und Standart Deviation einträgt und dann die passende Energie. > Wenn die Elektronik linear arbeitet (was man voraussetzen > muss, weil sonst gar nix stimmt), dann gibt es einen eindeutigen > Zusammenhang zwischen der Höhe des gelben Impulses und der > Höhe der blauen Kurve. Das muss selbst dann gelten, wenn sich > mehrere blaue Kurven (zeitverschoben) überlagern, also wenn > ein neuer gelber Impuls kommt, bevor die blaue Kurve ganz > abgeklungen ist (!!!). Das ist korrekt, es gibt einen Bezug Blau-Gelb, nur möchte ich folgendes Beispiel erklären Ein Puls mit 1000keV, erzeugt ein gelbes Signal das -3V vom Standartpegel ist (wie in meinem Beispiel), das blaue Signal wird dann plus 1V. Das blaue Signal steigt schnell an, und fällt dann langsamer ab. Erscheint jetzt im Bild 150us später ein gelbes Signal, hat das blaue Signal noch ca 750mV. Der Puls von 1000keV lässt das Signal nun um 1V ansteigen, auf 1.75V, was falsch ist. Solche Pulse werden von der Software erkannt, da Sie "falsch aussehen". Wenn man nun aber die Analogverarbeitung verlänger (also blau länger abfällt), häufen sich diese Events, und die Software lehnt mehr Pulse ab. https://www.researchgate.net/profile/William_Barber2/publication/46818951/figure/fig11/AS:289288513179689@1445983164984/The-count-rate-loss-and-pulse-pileup-effects-due-to-quasicoincident-photons-with.png > Naja, es stimmt schon, dass das echte Numerik ist. Aber das > sollten die Auswertungsprogramme doch können... Das können Sie auch, die gekauften sowie die freeware, das aber eigenständig mit einem MCU oder FPGA umzusetzen dauert ewig, deshalb möchte ich ja die bestehende Lösung optimieren, statt das System zu wechseln.
Johnny S. schrieb: > Spannungsreferenzen etc gibt es ja genügend, ich denke mal 192kHz, 24bit > ist für den heutigen Stand von analogtechnik eher "Standard", Ja, die großen Zahlen sind "Standard". Die Präzision, die man braucht, damit das auch was bringt, ist es eher nicht. Weder bei den Wandlern, noch bei der Stromversorgung oder dem restlichen Signalpfad. Bei einer Amplitude von 1V und einer Auflösung von 24 Bit wäre die Schrittweite der Wandlung noch 120 nV! > es gibt ja SPI ADC jenseits von 100MSps... Dann aber nicht mehr mit 24 Bit. Johnny S. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Das ist falsch. Man kann daraus im Gegenteil nur einen >> Sinus zeichen! > > Nein, höchstens ein dreieck. Zeichne auf einem XY-Diagram mal 3 punkte > ein > X0 = Y0 > X1 = Y1 > X2 = Y0 > > Dann verbinde die 3 Punkte. Gibt ein 3eck. So funktioniert Signalverarbeitung aber nicht. Die malt nicht mit einem Stift gerade Linien auf ein Stück Papier. > Ein Sinus kann nicht gezeichnet werden, da ja die Anstiegsgeometrie > unbekannt ist. Ist sie nicht. Da keine höheren Frequenzen enthalten sein können, muss es ein Sinus sein. Eine andere "Anstiegsgeometrie" erlaubt das Abtasttheorem nicht. Wie gesagt: Signalverarbeitung malt nunmal nicht mit geraden Linien. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem und https://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt
Rolf M. schrieb: > So funktioniert Signalverarbeitung aber nicht. Die malt nicht mit einem > Stift gerade Linien auf ein Stück Papier. > >> Ein Sinus kann nicht gezeichnet werden, da ja die Anstiegsgeometrie >> unbekannt ist. > > Ist sie nicht. Da keine höheren Frequenzen enthalten sein können, _muss_ > es ein Sinus sein. Eine andere "Anstiegsgeometrie" erlaubt das > Abtasttheorem nicht. Wie gesagt: Signalverarbeitung malt nunmal nicht > mit geraden Linien. > Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem und > https://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt Der Kern meiner Aussage sollte sein : Wenn man den Höchstwert eines Signals aus Samples ermitteln will, und der elektrische Höchstwert schon gar NICHT gesamplet wurde, wird das immer falsch. Jemehr Samples man hat, desto näher kommt man an den tatsächlichen Spitzenwert heran. Wieso muss es ein Sinus sein? Der ADC weiss ja nicht was zwischen den Samples passiert, ob das jetz ein Sinus, Dreieck oder sonst ein verkorkstes Signal ist, bekommt der nicht mit. Es ist auch möglich das gerade im Moment des Samples irgendwoher ein Spike kommt..... Der ADC ist ja kein Oszilloskop, der ADC misst lediglich die Spannung und gibt diese an die Schnittstelle aus??
Johnny S. schrieb: > Der Kern meiner Aussage sollte sein : Wenn man den Höchstwert eines > Signals aus Samples ermitteln will, und der elektrische Höchstwert schon > gar NICHT gesamplet wurde, wird das immer falsch. Diese Aussage ist aber falsch. Nochmal: Man muss schon die Grundlagen von Signalverarbeitung und Sampling verstehen, bevor man eine eigene "high-end"-Soundkarte bauen will. > Wieso muss es ein Sinus sein? Das wurde bereits mehrfach geschrieben: Weil höhere Frequenzen nicht vorkommen können, es also keine Oberschwingungen geben kann. Und wenn man eine Schwingung ohne jegliche Oberschwingungen hat, ist die nunmal sinusförmig. Jegliche andere periodische Wellenform erfordert höhere Frequenzen. Klar kann dein Ursprungssignal höhere Frequenzen enthalten, aber nach dem wegen des Abtasttehorems zwingend erforderlichen Alias-Filter kommen im Signal nur noch Frequenzen vor, die kleiner als die halbe Abtastrate sind. Dieses Signal lässt sich nach einer Digitalisierung wieder vollständig rekonstruieren. Und dabei kommt in deinem Beispiel eben ein Sinus raus. > Es ist auch möglich das gerade im Moment des Samples irgendwoher ein > Spike kommt..... ... der dann sehr hochfrequente Anteile enthält - also wieder das gleiche Thema. Den Spike hat dein Alias-Filter bereits vor dem Sampling entfernt. > Der ADC ist ja kein Oszilloskop, der ADC misst lediglich die Spannung > und gibt diese an die Schnittstelle aus?? Und was macht ein Oszilloskop dann?
Rolf M. schrieb: > Diese Aussage ist aber falsch. Nochmal: Man muss schon die Grundlagen > von Signalverarbeitung und Sampling verstehen, bevor man eine eigene > "high-end"-Soundkarte bauen will. Samples funktionieren doch so. Es wird der aktuelle Wert gemessen, und dann folgt eine Totzeit bis der nächste Wert gemessen wird? Was in der Zwischenzeit passiert weiss keiner. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/2-bit_resolution_analog_comparison.png In diesem Beispiel hat ist es zb. nicht möglich die Amplitude der Signalhöhe zu messen, da es zu wenig samples gibt (blau). > Klar kann dein Ursprungssignal höhere Frequenzen enthalten, aber _nach_ > dem wegen des Abtasttehorems zwingend erforderlichen Alias-Filter > kommen im Signal nur noch Frequenzen vor, die kleiner als die halbe > Abtastrate sind. Dieses Signal lässt sich nach einer Digitalisierung > wieder vollständig rekonstruieren. Und dabei kommt in deinem Beispiel > eben ein Sinus raus. Man nehme 3 Signale Dreieck,Rechteck,Sinus welche den Spitzenwert von zb. 5V haben, dann einen ADC für jedes Signal. Wenn das Sample den Spitzenwert trifft, liefern alle das selbe Ergebnis, nämlich 5V! > Und was macht ein Oszilloskop dann? Das Oszilloskop zeigt mehrere Samples auf einer Zeitachse an.
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Du begehst den Denkfehler, das die einzelnen Messpunkte unabhängig sind. Das sind sie aber nicht. Die sind sozusagen durch die Antialaising Frequenz miteinander verkoppelt. Du könntest dort gerade Linien reinlegen, sofern diese Linien und vor allem die Knickpunkte keine Frequenzen größer als fs/2 enthalten. Die Theorie und auch die Praxis sagen: Wenn das Signal korrekt Tiefpassgefiltert wurde und keine Anteile größer als fs/2 enthält, so wird bei einer Rekonstruktion mit Sinusen bis fs/2 das gemessene Signal zu 100% exakt rekonstruiert. Es fehlt nichts, kein Peak und auch keine Ecken. Das Signal ist wieder "Perfekt". Genau das versuchen wir Dir zu sagen. Du musst die Vorstellung der geraden linie loswerden, denn die ist falsch. Die ist zwar einfach und bequem, aber wenn Du an die Grenzen willst, dann ist sie einfach falsch. p.s. Ein besseres Oszi kann das Signal mit sin(x)/x rekonstruieren. Da sind dann die auch keine Linien mit Knicken mehr da.
Johnny S. schrieb: > https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/2-bit_resolution_analog_comparison.png > > In diesem Beispiel hat ist es zb. nicht möglich die Amplitude der > Signalhöhe zu messen, da es zu wenig samples gibt (blau). Doch ist es. Wenn du die blauen Messpunkte durch ein Siganl mit fs/s verbindest so erhältst du einen Überschwinger, der exakt, und ich meine 100% exakt und nicht so ähnlich, die Amplitude der roten Linie ergibt. Und alles zwischen den blauen (fallenden/steigenden) Messpunkten ist auch bekannt. Ein Knubbel oder eine kleine Welle passen nicht zwischen zwei Abtastpunkte, da das Signal sonst Oberschwingungen größer fs/2 haben müsste, was aber durch das Alaisingfilter nicht möglich ist.
@Bentschie ehem, bist Du sicher, dass > Wenn das Signal korrekt Tiefpassgefiltert wurde und keine Anteile > größer als fs/2 enthält, so wird bei einer Rekonstruktion mit Sinusen > bis fs/2 das gemessene Signal zu 100% exakt rekonstruiert in der Praxis auch so stimmt? Um das Signal zu rekonstruieren, muss das Signal periodisch und quasi unendlich lang sein, was man in der Praxis und auch in diesem Fall ja nicht hat. MfG, Andreas
Johnny S. schrieb: > Samples funktionieren doch so. Es wird der aktuelle Wert > gemessen, und dann folgt eine Totzeit bis der nächste > Wert gemessen wird? Ja. > Was in der Zwischenzeit passiert weiss keiner. DOCH !! Vor dem ADC ist ein FILTER , ein Tiefpass. Der Ausgang dieses Tiefpasses kann sich NICHT beliebig schnell ändern. Auf welche Art und Weise sich das Signal dieses Tiefpasses ändern kann, ist GANZ GENAU BEKANNT , denn das ist durch seine Übertragungsfunktion festgelegt. Die Übertragungsfunktion des Anti-Aliasing-Filters diktiert, wie die vom ADC gewonnenen Stützstellen (="Samples") zu interpolieren sind. > https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/2-bit_resolution_analog_comparison.png > > In diesem Beispiel hat ist es zb. nicht möglich die > Amplitude der Signalhöhe zu messen, da es zu wenig > samples gibt (blau). Dieses Beispiel ist unpassend für unseren Fall. > Man nehme 3 Signale Dreieck,Rechteck,Sinus NEIN! Ich nehme ganz sicher KEIN Rechteck, denn das verletzt das Abtasttheorem, weil es Spektralkomponenten oberhalb der halben Abtastfrequenz enthält. Willst Du mich verarschen? > welche den Spitzenwert von zb. 5V haben, dann einen ADC > für jedes Signal. Wenn das Sample den Spitzenwert trifft, > liefern alle das selbe Ergebnis, nämlich 5V! Nimm mir's nicht übel, aber was Du hier zeigst, ist kein Unwissen, sondern Lernresistenz. Du wirst mit Beharrlichkeit darauf hingewiesen, dass das Signal zuerst durch einen Tiefpass bandbegrenzt werden muss, ehe es abgetastet werden kann. Die Bandbegrenzung liefert die Vorschrift, wie zwischen den Stützstellen zu interpolieren ist, und die Abtastung liefert die Stützstellen selbst ("Samples"). Beides zusammen ist eine vollständige Beschreibung des gesamten (bandbegrenzten) Signals. Mit genau derselben Beharrlichkeit konstruierst Du Beispiele, in denen die Voraussetzungen der Theorie verletzt sind - Du verzichtest nämlich auf den Tiefpass - und folgerst dann, dass die Aussagen der Theorie nicht zutreffen. Wenn Du nicht dazulernen willst, ist das Deine Sache, das geht mich nichts an. Wenn Du aber sachlich falsches Zeug behauptest ("Die Amplitude kann nicht bestimmt werden..."), dann geht mir das auf die Nerven. >> Und was macht ein Oszilloskop dann? > > Das Oszilloskop zeigt mehrere Samples auf einer Zeitachse an. Ach so. Und warum bieten gute Oszillographen dann eine sin(x)/x-Interpolation an, wenn sie doch nur mehrere Samples anzeigen?
Andreas M. schrieb: > ehem, bist Du sicher, dass > >> Wenn das Signal korrekt Tiefpassgefiltert wurde und keine Anteile >> größer als fs/2 enthält, so wird bei einer Rekonstruktion mit Sinusen >> bis fs/2 das gemessene Signal zu 100% exakt rekonstruiert > > in der Praxis auch so stimmt? Um das Signal zu rekonstruieren, muss das > Signal periodisch und quasi unendlich lang sein, was man in der Praxis > und auch in diesem Fall ja nicht hat. ja, gut so sicher bin ich mir mit unendlicher Reihenzerlegung und der mathematisch exakten Rekonstruktion dann doch nicht. Ich kenne das auch mehr von der theoretischen Seite. Aber für den TO hat es keinerlei Relevanz. Letztlich kann ich ja alle Fourieranteile wegschmeißen die kleiner als meine erreichbare Auflösung sind. Und das wird deutlich zeitiger der Fall sein als unendlich. In der Praxis ist es so, das eine ausreichend genaue Rekonstruktion möglich ist. Wobei Ausreichend genau hier bedeutet deutlich besser als alle anderen Fehler die er sonst noch hat. Er spricht davon das 16bit zu schlecht sind, dabei macht er mit seiner "Rechteck-Rekonstruktion" ja Fehler im zweistelligen Prozentbereich. Also, ja, Du hast recht mathematisch exakt lässt ess ich nur in der Unendlichkeit rekonstruieren. War mir so auch nicht bewusst. Allerdings wird der Fehler so schnell so klein, das er nicht mehr relevant ist.
An den TS: Es stimmt schon, dass an den ADC keine Drei- oder Rechtecke ran kommen. Diese werden durch den Tiefpass rausgefiltert. Der lässt nämlich nur exponentiell wachsende Wellenformen durch - und Sinus lässt sich der Eulerschen Gleichung nach durch eine exponentielle Funktion beschreiben. Ich nehme an, du verwendest die Fouriertransformation. Einfach weil das die mit Abstand die häufigste in diesem Bereich ist. Dann musst du wissen, das als grundlegende Funktionen der FT eben Sinus, Cosinus u. konstante 1 dienen. Das heißt, die Software versucht, den Graphen, der durch die Messpunkte geht, ausschließlich aus Sinus - und Cosinuskurven verschiedener Frequenzen (aber nicht größer fm/2) zusammenzustellen. Deswegen läuft das Programm in die Sackgasse, wenn du den Tiefpass weglässt - die erwartet keine Dreiecke.
Possetitjel schrieb: > Und warum bieten gute Oszillographen dann eine sin(x)/x-Interpolation > an, wenn sie doch nur mehrere Samples anzeigen? Das macht dann aber die Software auf dem Oszilloskop, kaum der ADC IC! ... Es geht hier nicht darum was ein ADC macht oder nicht. Es ging darum zu Erfahren ob jemand schonmal ein 192 kHz /24bit interface selber gebaut hat, oder ein gutes Produkt kennt. Ob in meinem Fall eine Höhere Samplerate sinn macht braucht man nicht diskutieren, da das schon von diversen Anwendern bewiesen wurde. Und sorry wer mir weismachen will, das ein ADC auch Signaländerungen während der Sampling-Totzeit erfassen kann... wenn das wirklich so wäre, wieso gibt es dann schnellere und langsamere ADC, wenn ja selbst der langsamste mitbekommt was zwischen den Samples passiert? Des weiteren ist die Frequenz in meinem Anwendungsfall unbekannt und sehr variabel, also funktionieren irgendwelche Rechnungen mit Frequenz so oder so nicht...
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Johnny S. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Und warum bieten gute Oszillographen dann eine >> sin(x)/x-Interpolation an, wenn sie doch nur mehrere >> Samples anzeigen? > > Das macht dann aber die Software auf dem Oszilloskop, Ja -- aber nicht nur. > kaum der ADC IC! Richtig. Auf der Seite der Anzeige erledigt die Software die Interpolation. Auf der Seite der Messwerterfassung erledigt der ANTI-ALIASING-TIEFPASS die Interpolation. Der ADC sitzt genau dazwischen und erfasst die einzelnen Stützstellen ("Samples"). > Es geht hier nicht darum was ein ADC macht oder nicht. Richtig. Es geht darum, wie die Signalverarbeitung korrekt funktioniert. > Ob in meinem Fall eine Höhere Samplerate sinn macht braucht > man nicht diskutieren, da das schon von diversen Anwendern > bewiesen wurde. Nun ja... wie's der Zufall will, arbeitet ein Studienfreund bei einer Bude, die Strahlungsmessgeräte herstellt. Der hat sich vor ungefähr 10 Jahren mit mir unterhalten und kritisiert, dass angeblich -- so würden es seine Kollegen und Amtsvorgänger behaupten -- in der Elektronik der Messgeräte "Totzeiten" auftreten würden. Genau betrachtet seien das aber überhaupt keine Totzeiten, sondern nur die Impulsantwort der Elektronik! Wohlgemerkt: Das sind seine Worte, nicht meine. Es herrschen also selbst bei den Fachleuten (seinen Kollegen und Vorgängern) noch merkwürdige Vorstellungen darüber, was in den Messgeräten passiert. > Und sorry wer mir weismachen will, das ein ADC auch > Signaländerungen während der Sampling-Totzeit erfassen > kann... Nein. Du hast es immer noch nicht verstanden. Was glaubst Du, warum ich stets und ständig das Wort INTERPOLATION verwende? Hältst Du das für eine Art Sprachfehler oder einen mentalen Defekt bei mir? Der ADC MUSS DIE ÄNDERUNGEN ZWISCHEN DEN SAMPLES GAR NICHT ERFASSEN , weil der Verlauf der Kurve zwischen den Abtastpunkten aus theoretischen Gründen genau bekannt ist! Die Kurvenform entspricht nämlich der Impulsantwort des vorgeschalteten Tiefpasses! > wenn das wirklich so wäre, Tut mir leid, aber es ist so. > wieso gibt es dann schnellere und langsamere ADC, Weil für einen langsameren ADC natürlich auch ein Tiefpass mit einer niedrigeren Grenzfrequenz gewählt werden muss. Der Informationsverlust findet NICHT im ADC statt, sondern im vorgeschaltete Tiefpass. > wenn ja selbst der langsamste mitbekommt was zwischen > den Samples passiert? <Gebetsmühle> Der ADC bekommt natürlich nicht mit, was zwischen den Samples passiert. Das muss er auch gar nicht, denn der Verlauf zwischen den Samples ist durch die Impulsantwort des vorgeschalteten AA-Tiefpasses eindeutig fixiert. Beides zusammen, die Folge der Samples und die Impulsantwort, erlauben eine vollständige Rekonstruktion des Signales am ADC. </Gebetsmühle> Du ignorierst KONSEQUENT , dass es einen Unterschied zwischen dem Originalsignal vor dem Tiefpass und dem Mess-Signal nach dem Tiefpass gibt. Da der ADC nur das Signal NACH dem Tiefpass sieht, können dort keine beliebigen Verläufe auftreten. > Des weiteren ist die Frequenz in meinem Anwendungsfall > unbekannt und sehr variabel, also funktionieren irgendwelche > Rechnungen mit Frequenz so oder so nicht... Das ist unfassbar; das hat Bindl'sche Dimensionen. Es ist nicht schlimm, dass Du irgendwas nicht weisst; schließlich ist die Mathematik hinter diesen Signal- transformationen alles andere als trivial. Schwer erträglich allerdings ist Deine Ignoranz: Dir fehlen elementarste Grundlagen -- aber das hindert Dich nicht daran, ein unerschütterliches Urteil abzugeben. Ich denke, ich bin hier 'raus.
Johnny S. schrieb: > Samples funktionieren doch so. Es wird der aktuelle Wert gemessen, und > dann folgt eine Totzeit bis der nächste Wert gemessen wird? Was in der > Zwischenzeit passiert weiss keiner. Nur, wenn man korrekte Signalverarbeitung (und auch die hier geschriebenen Beiträge) ignoriert und mit dem ADC direkt an das Signal geht. Was für einen Delta-Sigma-Wandler (Audio-ADC) aber auch nicht zutrifft, welcher noch 128 Zwischenwerte misst und dann das macht, was Du vernachlässigen möchtest: Den Tiefpass. Dieser gehört unbedingt (!) zur einwandfreien Signalverarbeitung dazu, weil der ADC (und der DAC natürlich auch) keine Frequenzen höher als die halbe Abtastfrequenz einwandfrei umsetzen kann. Also müssen höhere Frequenzen weg. ALLE! Und so wird aus Deinem ultrakurzen Impuls ein Signal, welches sich verarbeiten lässt. Natürlich wird Dein Signal dadurch verformt. Die Signalanteile, auf die Du die ganze Zeit schielst sind nämlich oberhalb Deiner Verarbeitungsfrequenz und werden daher auch nicht übertragen, solange Du mit fs nicht hoch gehst. Possetitjel schrieb: > Nimm mir's nicht übel, aber was Du hier zeigst, ist kein > Unwissen, sondern Lernresistenz. Sehe ich allerdings mittlerweile genau so. Gruß Jobst
Ach ja: Du fragtest im Übrigen nach jemandem, der Erfahrungen mit diesen Dingen hat. Ich habe knappe 30 Jahre Erfahrung damit und sage Dir, wie es geht. Jetzt sagst Du, dass Du es gar nicht so machen möchtest. Warum fragst Du dann überhaupt? Du kannst eigentlich von Glück reden, dass Dir die ADCs die meiste Arbeit schon abnehmen. Zu der Zeit, als Audio-ADCs noch wirklich das getan haben, was Du die ganze Zeit beschreibst, waren gut ausgelegte Filter das A und O für den Klang. Entweder hat man zu früh abgeschnitten oder zu spät. Und dann hatte man Spaß mit Aliasing. Das waren aufwändige Filter mit einigen Spulen dabei. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Ach ja: > > Du fragtest im Übrigen nach jemandem, der Erfahrungen mit diesen Dingen > hat. > Ich habe knappe 30 Jahre Erfahrung damit und sage Dir, wie es geht. > Jetzt sagst Du, dass Du es gar nicht so machen möchtest. Warum fragst Du > dann überhaupt? Es hat sich ja dann herausgestellt das es nur die X-Mos gibt, und da kostet allein der IC 15$, dann braucht man ja noch ein Codec der kostet auch nochmal 5$... Eine gebrauchte U7 kriegt man für 30$ aufwärts... Da ists mir der Aufwand nicht Wert... Dachte am Anfang vieleicht gibt es ja sowas wie den PCM2XXX, einfach besser... Possetitjel schrieb: > Die Kurvenform entspricht nämlich der Impulsantwort des > vorgeschalteten Tiefpasses! > Weil für einen langsameren ADC natürlich auch ein Tiefpass > mit einer niedrigeren Grenzfrequenz gewählt werden muss. > > Der Informationsverlust findet NICHT im ADC statt, > sondern im vorgeschaltete Tiefpass. > > > Der ADC bekommt natürlich nicht mit, was zwischen den > Samples passiert. Das muss er auch gar nicht, denn der > Verlauf zwischen den Samples ist durch die Impulsantwort > des vorgeschalteten AA-Tiefpasses eindeutig fixiert. Sorry, diese Infos waren mir nicht ganz klar, ich dachte der Filter oder Pass seie schon im ADC verbaut... oder man wolle mir weismachen der ADC macht irgendetwas selbständiges (bei DSP kann man ja auch Filter programmieren) Das heisst also bei einem Sound-ADC müsste dich dann noch einen Filter vor den MIC-Eingang bauen, da dieser ja direkt an einen ADC Pin führt.
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Johnny S. schrieb: > Sorry, diese Infos waren mir nicht ganz klar, <Uff> Was für eine schwere Geburt. Nur, um dieses hart erkämpfte Juwel des Wissens in seiner vollen Pracht erstrahlen zu lassen, hier nochmal die Zusammenfassung: Jedes "normal" konstruierte Abtastsystem besteht aus einem Anti-Aliasing-Filter (i.d.R. ein Tiefpass), das die Bandbreite des Signals beschränkt, und einem ADC, der die Stützstellen ("Samples") gewinnt. Das Anti-Aliasing-Filter lässt einen Teil des Signals (das Nutzsignal) zum ADC durch; alle anderen Frequenzen werden unterdrückt. Ist das System korrekt konstruiert, dann ist das Nutzsignal aus den Samples EINDEUTIG rekonstruierbar. Es gibt ÜBERHAUPT KEINE UNSICHERHEIT darüber, wie das Nutzsignal zwischen den Samples verläuft, weil dieser Verlauf durch die Impulsantwort des Filters eindeutig festgelegt ist. Man kann also z.B. ohne weiteres die Höhe eines Maximums auch dann korrekt bestimmen, wenn dieses Maximum genau zwischen zwei Abtastpunkten liegt. Das ist reine Mathematik. > ich dachte der Filter oder Pass seie schon im ADC verbaut... Normale "schnelle" ADCs (Flash-Konverter, Sukzessive Approxi- mation) haben i.d.R. keine eingebauten Filter. Eine wichtige Ausnahme sind aber die Delta-Sigma-Wandler, wie sie auf Soundkarten eingesetzt werden. > oder man wolle mir weismachen der ADC macht irgendetwas > selbständiges (bei DSP kann man ja auch Filter programmieren) Nein, das tut er nicht. > Das heisst also bei einem Sound-ADC müsste dich dann noch > einen Filter vor den MIC-Eingang bauen, da dieser ja direkt > an einen ADC Pin führt. Jetzt betreten wir Jobsts Domäne. Sigma-Delta-Wandler HABEN in dieser oder jener Form eingebaute Filter. Das alles hat aber mit dem vorgelagerten Problem nix zu tun: Auch die analoge Elektronik in Deinem Messgerät wirkt wie ein Filter. Wenn dieses nur eine Grenzfrequenz von z.B. 10kHz hat, dann ist völlig egal, ob Du das Signal mit 40kHz oder mit 400kHz abtastest - der Informationsgehalt wird nicht größer, Du erzeugst nur mehr Daten.
Johnny S. schrieb: > wenn das wirklich so wäre, > wieso gibt es dann schnellere und langsamere ADC, wenn ja selbst der > langsamste mitbekommt was zwischen den Samples passiert? Ein ADC mit xx kHz Abtastrate kann nur Signale mit einer maximalen Frequenz von xx/2 kHz erfassen. Je schneller der ADC, desto höhere Frequenzen kannst du erfassen. Wenn du deinem ADC aber eine Frequenz größer als xx/2 kHz zum Fraß vorwirfst, als z.B. ein Rechtecksignal mit hinreichend hoher Steigung, oder hinreichend kurze Impulse, verletzt du das Abtasttheorem und bekommst keine Messwerte mehr, sondern Datenmüll. Also musst du sicherstellen, dass der ADC keine Frequenz größer als xx/2 kHz bekommt. Das erledigt der Tiefpass. Und wenn du einen Tiefpass vorgeschaltet hast, dann kannst du garantieren, dass "zwischen den Samples" keine komischen Dinge mehr passieren. Weil du dafür gesorgt hast, dass keine komischen Dinge passieren können. Deine (zu hochfrequenten) Impulse werden durch den Tiefpass etwas verschliffen (aus Nadeln werden kleine Hügel, wie in deinem Bild), aber dafür garantiert erfasst, und zwar mit einer Auflösung, die du durch die Wahl von Tiefpass und Abtrastfrequenz garantieren kannst. Was der Tiefpass an Information durchgelassen hat, ist garantiert in der Abtastung vorhanden. Was der Tiefpass nicht durchgelassen hat, ist weg. Höhere Abtastraten stellen das nicht wieder her. Mit diesem Wissen kannst du jetzt hergehen und überlegen, was du eigentlich messen willst, und wieviel Aufwand du dafür treiben musst. 192 kHz und 24 Bit sind jedenfalls überzogen, wenn es mit 48 kHz und 16 Bit auch "einigermaßen" läuft. Und ob du bisher überhaupt 16 Bit Genauigkeit hast, ist auch nicht sicher; vielleicht erreichst du real auch nur 12 Bit oder weniger.
S. R. schrieb: > Mit diesem Wissen kannst du jetzt hergehen und überlegen, was du > eigentlich messen willst, und wieviel Aufwand du dafür treiben musst. > 192 kHz und 24 Bit sind jedenfalls überzogen, wenn es mit 48 kHz und 16 > Bit auch "einigermaßen" läuft. Und ob du bisher überhaupt 16 Bit > Genauigkeit hast, ist auch nicht sicher; vielleicht erreichst du real > auch nur 12 Bit oder weniger. Vermutlich kann man mit 192 kHz schon genauer messen, wenn man denn Filter findet und umbaut.. denn Possetitjel schrieb: > Weil für einen langsameren ADC natürlich auch ein Tiefpass > mit einer niedrigeren Grenzfrequenz gewählt werden muss. > Wenn ich das richtig verstehe, kann man mit einem besseren ADC den Filter verkleinern - also das blaue Signal in meinem Screenshot kürzer machen, somit gibt es weniger Fehler durch schnell folgende Pulse...
> bei DSP kann man ja auch Filter > programmieren Das sind digitale Filter nach dem ADC, haben einen anderen Verwendungszweck und können auch nichts mehr retten wenn der Tiefpass vor/im ADC fehlt.
Einen Audioeingang zu verwenden um Signale einer Geigerroehre zu messen ... interessant ... ist natuerlich Schrott. Bei Zerfallssignalen geht's eigentlich nur um die zeitliche Aufloesung und die Amplitude. Die Signalform ist unwichtig, die ist eh ein Dirac auf einen Tiefpass, solange man die Zerfaelle auseinander halten kann. Und fuer das Auseinanderhalten kann's sein, dass man schnell sein muss. Da diese Aufgabe seltsamerweise vom PC erledigt werden muss, ist also das Interface zum PC das Limit. Mageres Budget vorausgesetzt, nimmt man da die bereits eingebaute Audiokarte. Welche auch immer, mit der Geschwindigkeit auch immer. Wenn's dann prasselt hat man zuviele Zerfaelle, um die noch aufzuloesen, und integriert einfach. Da reichen auch 20kHz Bandbreite und 16 Bit. Eigentlich reichen auch 10 Bit. Denn der Versuchsaufbau bringt auch nicht mehr als 10 Bit. Halt man das Rohr repetierbar so vor die Probe, dass sich das aehnliche Signal in der amplitude ergibt.
Johnny S. schrieb: > Vermutlich kann man mit 192 kHz schon genauer messen, > wenn man denn Filter findet und umbaut.. Natürlich kann man das. Allerdings befürchte ich nach diesem Thread, dass es an der Datenverarbeitung scheitert. Wenn du nicht fähig bist, die Daten hinreichend zu interpretieren/verarbeiten, dann helfen dir auch 384 kHz nicht weiter.
Нет. мах вас андерес schrieb: > Einen Audioeingang zu verwenden um Signale einer Geigerroehre zu messen > ... interessant ... ist natuerlich Schrott. Nicht Geiger! Scintillation und später dann HPGE! :) habe ich bereits etwas weiter oben genaustens erklärt...
Ich hab mich Mal auf der XMos HP etwas umgeschaut. Wenn das richtig interpretiere kann der Chip den du verlinkt hast nur 2 chanel hires Out. Es wird also nichts mit aufnehmen. Erst die große multicore Platform hat auch Eingänge. Thomas
So wie mir das Signal aussieht steckt hier ein ganz simpler Op-Amp Integrator mit Discharge über einen Widerstand dahinter. Danach kommt dann noch ein TP mit ca. 3.3 KHz Grenzfrequenz. Deine Idee diesen Filter zu verändern (Grenzfrequenz nach oben) und mit mehr KHz zu samplen ist sicher eine mögliche Verbesserung, um dicht aufeinanderfolgende Signal besser analysieren zu können. Der Königsweg wäre allerdings den gesamten Integrator + TP durch eine anständige Sample+Hold Stufe zu ersetzen (z.B. indem man R5 des Integrators durch einen digitalen Schalter ersetzt, Grenzfrequenz des TP wesentlich höher (was der Wandler eben her gibt)). Der ADC würde dann kurz nach einem erkannten Puls den aktuellen S+H Wert übernehmen, und danach würde man den Discharge-Schalter kurz schließen. Dadurch können wesentlich dichtere Pulse exakt gemessen werden. Voraussetzung wäre allerdings: Schaltungsänderung, uC der den ADC mit den Pulsen synchronisiert und den Discharge-Schalter nach der Wandlung kurz schließt. Mit dem Audio-Interface geht das dann natürlich auch nicht mehr, es muss ein entsprechendes eigenes Interface über USB (könnte der Einfachheit halber RS232 sein) implementiert werden, und die Analysesoftware muss entsprechend angepasst werden. Dann hätte man aber ein Messgerät mit deutlich höherer Präzision und Zuverlässigkeit.
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Nein, der Ansatz des TO einen Delta-Sigma-Wandler zu benutzen ist schon tatsächlich der richtige Weg. Denn dieser tastet bei 192 kHz mit 12,288MHz ab und filtert dann selber auf 192kHz runter. Was man dazu benötigt, ist zwar ein Eingangsfilter, aber kein Steilflankiges. Der Witz bei der Sache: Auch ein Audio-ADC mit 96kHz tastet meist mit 12,288MHz ab, filtert dann aber anders. Der Wandler liefert Signale bis 96kHz (fs/2) ab da kann das Filter langsam anfangen zu arbeiten. Bei 6.144MHz überschreitet man Nyquist, was aber kein Problem ist, da man erst wieder bei 12,192MHz in den 'hörbaren' Bereich kommt. Bei 24 Bit muss an der Stelle also eine Dämpfung von ~144dB vorliegen. Also rund 6 Oktaven später. Wird ein Tiefpass mit 24dB/Okt bei 100kHz. Den Rest erledigt der im Wandler integrierte Filter sehr viel besser, als man es analog kann. Allerdings sollte er zu einem brauchbaren Wandler greifen. Der ADS127L01 sieht passend aus. Ist im TQFP-32 auch noch ganz gut von Hand zu löten. Ab Seite 63 im Datenblatt wird es interessant für Dich. Da steht auch viel über Filter und wie man das für seine Anwendung designt. Allerdings benötigt der etwas mehr Konfigurationsaufwand, als ein Audio ADC. Dafür kann man eine Referenzspannung anschließen und bekommt mit einem vernünftigen Layout und sauberer Versorgung echte Messwerte. Punkt 9.3 ist da sehr aufschlussreich ... Schau es Dir mal an! Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Nein, der Ansatz des TO einen Delta-Sigma-Wandler zu > benutzen ist schon tatsächlich der richtige Weg. Man sucht den Taler vernünftigerweise nicht dort, wo es hell ist, sondern dort, wo man ihn verloren hat. Der richtige Weg wäre eine korrekte Auswertung, aber das wurde ja bereits ausgeschlossen.
Mir kam noch eine Idee wie man die vorhandene Software verwenden könnte. Es wäre ja möglich die reinen Pulse von einem uC auswerten zu lassen, und dann kontinuierlich in ein WAV-File zu schreiben, und zwar mit dem kleinstmöglichen Abstand. Somit käme man vom Soundkarten ADC weg und kann ein Standartbauteil verwenden. Mit einem moderen uC kann man sicherlich WAV's erstellen. Wird das WAV direkt aufgenommen, wird ja die reale Zeit aufgenommen (egal ob 6hz Signale oder 5kHz Signale). Wenn man nun aber das File generiert (Puls schreiben, 20uS Pause und dann direkt den nächsten Puls) könnte man die Datenmenge verkleinern, bei 6Hz wären das dann nur 6x die Pulslänge plus 6x 20us Pause. Das Ergebniss wäre vermutlich das selbe, ob man nun 10'000 reelle Pulse in 5Minuten oder 50 Sekunden einliest spielt ja keine Rolle, die Anzahl bleibt ja gleich. Mal sehen ob sich sowas machen lässt.
Johnny S. schrieb: > Das Ergebniss wäre vermutlich das selbe, ob man nun 10'000 reelle Pulse > in 5Minuten oder 50 Sekunden einliest spielt ja keine Rolle, die Anzahl > bleibt ja gleich. Über die Zeit in der die Pulse vorkommen errechnet sich allerdings die Dosisleistung... Die Grundidee ist aber brilliant! Der uC könnte sich ja nach wie vor als USB Soundinterface am PC anmelden (z.B. mit 48 KHz). Da du die Pulse aber in der Firmware synthetisch erzeugst, haben sie immer eine klar definierte Form und Höhe, somit wird die Kalibrierung einfach. Bei schnellen Pulsfolgen, die nicht mehr in einen der Ausgangspulse passen würden (Überlagerung), kann die Firmware dann einfach mehrere, in der Amplitude zu den einzelnen eingegangenen Pulsen geformte Ausgangspulse mit definiertem zeitlichem Abstand generieren. Die kommen dann zwar zeitlich etwas verzögert in den Rechner, aber das macht nichts aus. Die 48 KHz reichen dann locker aus, da die Einzelpulse ja so lang sein können, dass du in einer Sekunde die max. zu erwartende Pulsanzahl im Audio-Stream unterbekommst.
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Joe F. schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Das Ergebniss wäre vermutlich das selbe, ob man nun 10'000 reelle Pulse >> in 5Minuten oder 50 Sekunden einliest spielt ja keine Rolle, die Anzahl >> bleibt ja gleich. > > Über die Zeit in der die Pulse vorkommen errechnet sich allerdings die > Dosisleistung... Beim erkennen der Zusammensetzung der Strahlung ist die Dosisleistung irrelevant. Wenn man ein WAV File auf dem uC erzeugt, wäre das ganze noch portabel -ohne PC Theoretisch könnte man sogar die Werte in ein CSV Schreiben, und das WAV auf dem PC generieren.
Also Leute, hier ist ne Menge Zeugs ohne Grundlagen zusammengekommen. Deshalb versuche ich hier mal ne Grundlagen-Schilderung: 1. Geiger-Müller-Zählrohre sind das, was das Wort sagt: ZÄHL-Rohre. Sie beruhen auf nem Lawineneffekt und liefern daher keinerlei Energieinformationen. Also gibt's dafür nur eines: Impulse zählen und möglichst schnell abklingen lassen. Integrieren und Wave-Ausgabe ist hier sinnlos. 2. Proportional-Detektoren aller Art: Die liefern im Prinzip eine Ladungsmenge, die der gehabten Wechselwirkung proportional ist, also eine Aussage über Energie. Aber ladungen kann man nicht durch simple Spannungsmessungen ermitteln, sondern man muß sie zuvor integrieren, um die Fläche unter dem Integral ausmessen zu können. Sowas macht man sinnvollerweise analog vor dem ADC. Wie fein man da auflösen will, ist Geschmackssache, aber m.E. reichen da 12..14 Bit völlig aus, dafür sollte man aber eher schnell messen, um zwei in einem Pile-Up enthaltene Ereignisse später voneinander trennen zu können. Das geht, denn man kennt ja seine Zeitkonstanten und kann daher den "Schwanz" des ersten Ereignisses vom zweiten abziehen. Ich würde also schlichtweg mir einen µC hernehmen, der einen einigermaßen schnellen ADC drin hat, die eigentliche Meßschaltung analog konzipieren, die Ereignis-Auswertung im µC machen und die Ergebnisse gepuffert per USB-VCP an den PC senden. Ach ja: Wer drankommt, sollte sich dazu mal "Kernphysikalische Elektronik" von Wolfgang Meiling, WTB-Reihe, Band 160 durchlesen - ist zwar steinalt, aber die Naturgesetze ändern sich ja nicht wie die Damenmode. W.S.
W.S. schrieb: > Ich würde also schlichtweg mir einen µC hernehmen, der einen > einigermaßen schnellen ADC drin hat, die eigentliche Meßschaltung analog > konzipieren, die Ereignis-Auswertung im µC machen und die Ergebnisse > gepuffert per USB-VCP an den PC senden. Das kann man prinzipiell machen, aber man benötigt trotzdem eine Software welche die gemessenen Werte aufarbeitet. (Kalibrierung,Linearisierung,Kompensation). Das senden an den PC ist grundsätzlich ja einfach, aber wie kommen die Werte dann in die Software welche dies tut. "Hobbybenutzer" Software kann meist nur Audio, professionelle kann meist nur die OEM Hardware des Herstellers (zb. Ortec Software kommuniziert nur mit Ortec Auswerteeinheiten). Und das Material in diesem Bereich ist meist sehr kostspielig... Ich werde mal ein wenig herumspielen, ich habe soeben ein beispiel gefunden wie man mit dem STM32 ein Wav-File erzeugen kann. Die Messung würd wohl auch sehr viel genauer werden, nur schon weil man den Messbereich erhöhen kann. Die Aktuelle Soundkarte hat einen Einganspegel von maximal 1.45V, das heisst die 1.45V müssen das komplette Energiespektrum abdecken (3000keV). Generiert man das WAV File mit dem MCU kann man ja auch den Pegel verbreitern z.b. auf 5V. Rauschen der Soundkarte oder Kabel wären auch erledigt.
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Ui... jetzt wirds aber noch spannender.. Es scheint mir das STM32 sogar als USB-Soundkarte konfiguriert werden kann, so könnte man das WAV-File überspringen
Johnny S. schrieb: > Es scheint mir das STM32 sogar als USB-Soundkarte konfiguriert werden > kann Das kann man mit jedem µC machen, der einen USB-Device-Controller enthält, also z.B. auch mit dem Atmega32U4, wie er auf einigen Arduino-Boards zu finden ist.
Johnny S. schrieb: > Es scheint mir das STM32 sogar als USB-Soundkarte konfiguriert werden > kann, so könnte man das WAV-File überspringen Sage ich doch... ;-) Allerdings ist da einiges zu tun in der Firmware (USB Deskriptoren, alternate configurations, sampling rate(s) bekanntgeben und umschalten etc.). Macht aber Spaß sich damit mal zu beschäftigen.
Johnny S. schrieb: > Die Messung würd wohl auch sehr viel genauer werden, nur schon weil man > den Messbereich erhöhen kann. Die Aktuelle Soundkarte hat einen > Einganspegel von maximal... Ich habe den recht bestimmten Eindruck, daß du schlichtweg garnichts vom Thema "Radioaktivität und Sensoren dazu" verstanden hast. Wenn du also nur die Impulse von einem Zählrohr zählen willst, dann brauchst du neben dem schieren Zählen überhaupt keine Auswertung, allenfalls ein Histogramm, aber das ist ja nun keine Herausforderung. Wenn du hingegen nen proportionalen Detektor hast und ne energetische Auswertung machen willst, dann kannst du keine Soundkarte dafür gebrauchen, weil das herzlich daneben ist. Sowas mußt du vor Ort in einem hinreichend schnellen µC erledigen. Ich sag's mal so: - geclampter Vorverstärker, Bandpaß-Charakteristik, etwa 10..30 MHz Bandbreite, - Peakdetektor und Sample&Hold (wenn der ADC nicht schnell genug ist) - ADC - Auswertung im µC Warum also reitest du ständig auf deiner USB-Soundkarte herum? W.S.
W.S. schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Die Messung würd wohl auch sehr viel genauer werden, nur schon weil man >> den Messbereich erhöhen kann. Die Aktuelle Soundkarte hat einen >> Einganspegel von maximal... > > Ich habe den recht bestimmten Eindruck, daß du schlichtweg garnichts vom > Thema "Radioaktivität und Sensoren dazu" verstanden hast. Wenn du also > nur die Impulse von einem Zählrohr zählen willst, dann brauchst du neben > dem schieren Zählen überhaupt keine Auswertung, allenfalls ein > Histogramm, aber das ist ja nun keine Herausforderung. Wenn du hingegen > nen proportionalen Detektor hast und ne energetische Auswertung machen > willst, dann kannst du keine Soundkarte dafür gebrauchen, weil das > herzlich daneben ist. Sowas mußt du vor Ort in einem hinreichend > schnellen µC erledigen. > > Ich sag's mal so: > - geclampter Vorverstärker, Bandpaß-Charakteristik, etwa 10..30 MHz > Bandbreite, > - Peakdetektor und Sample&Hold (wenn der ADC nicht schnell genug ist) > - ADC > - Auswertung im µC Ein Scintillation Detector besteht aus einem speziellen Kristallmaterial und einem Fotovervielfacher. Trifft radioaktive Strahlung auf das Kristallmaterial, beginnt dieses zu fluoreszieren - ähnlich wie Farbe auf Geldscheinen unter UV. Die Photonen welche durch die Fluoreszenz enstanden sind treffen auf den Fotovervielfacher welcher ein Signal daraus erzeugt. Grundsätzlich messen wir hier als schlichtweg Licht. Unter genug starker Strahlung kann man den Kristall sogar optisch leuchten sehen! Je nach stärke der Strahlung entsteht also ein unterschiedlich starker Lichtimpuls, was sich natürlich in das Ausgangssignal überträgt, dieses wird dann höher bzw. niedriger. Dieses Signal ist ca. 5-10 us lang. Verlängert man das Signal kann man es Problemlos mit einer Soundkarte messen. Das wird 100 wenn nicht 1000fach so gemacht, und erziehlt für den Hobbygebrauch sehr brauchbare Ergebnisse. Ein HPGE Detector produziert prinzipell das selbe Ausgangssingal. Nur gibt es dort keinen fluoreszierenden Kristall oder einen Fotovervielfacher sondern nur einen grossen Germanium Kristall. > Warum also reitest du ständig auf deiner USB-Soundkarte herum? > > W.S. Wie bereits erwähnt gibt es Software welche kostenfrei ist - jedoch alles wichtige beinhaltet - jedoch leider auf SOUNDKARTEN basiert, also nichts anderes kann. Bei einer Lösung mit nicht-sound Hardware müsste man die komplette Analysesoftware selbst schreiben. Wer sowas kann und die Zeit dafür hat - der kann sich sowas selber programmieren. Wer Geld wie Heu hat, kann sich beim Hersteller des Vertrauens für viele $ ein fertiges Spektroskopiesystem kaufen. Amtek zb. möchte für eine Analyseinheit für HPGE ca. 7500$, und natürlich für die Auswerte-Software nochmals 3900$. Ich habe keins von beidem, und ich kenne auch keine ernsthaften Projekte zum Thema "DIY Standalone Spektrometer" bzw. keine dessen Ergebniss nur in die nähe der Soundkartenlösung kommt.
@ W.S.: Unterschätze mal den Jonny nicht. Ich habe eher den Eindruck, dass er schon relativ gut weiß, was er machen will: Beitrag "Re: Selbstbau USB-Soundkarte" Dort hat er selbst den Unterschied zwischen Geigerzähler und Scintillation Detektor beschrieben. Seine Herausforderung: Er hat eine Software, die nicht nur zählt, sondern auch die Energie auswerten kann. Um die Daten aufzunehmen nutzt sie aber das Standard Windows Audio Interface. Diese Software scheint nicht zur Debatte zu stehen, sondern die Frage, wie man durch ein besseres Audio-Interface zu besseren Ergebnissen kommt. Die Grenzen durch Filter und ADC wurden hier bereits sehr gut dargestellt. Eine Hardware, die einen anderen Datenstrom an den PC leitet, ist durch die verwendete Software ausgeschlossen. Ein Audio-WAV offline zu analysieren wurde aus Zeitgründen für unpraktisch befunden. Außerdem hat er das Problem, dass sich die Pulse häufen. Die Software kann einen einzelnen Puls (bzw. was aus dem Tiefpass kommt) problemlos auswerten. Aber nicht, wenn sich zwei oder mehr Pulse überlagern. Dann werden sie als Messfehler erkannt und ungültig deklariert. @ Jonny: Korrigiere mich bitte, wenn ich dich falsch verstanden habe. Den Ansatz, mit einem ADC das Signal zu sampeln, die Daten im STM32 aufzubereiten und dann über ein USB-Audio-Interface weiterzugeben, klingt vielversprechend. Die Häufigkeit der Pulse ist immer noch begrenzt durch das Ausklingverhalten vom Tiefpass. (Bzw. der Kurve, die man an die Software weiter schickt.) Der zufälligen Überlagerung kann so aber ziemlich gut begegnet werden. Nicht vergessen - Das sind die Grenzen: Thomas schrieb: > USB1 Audio kann max 8 Kanäle in 48k 16 Bit oder 4 Kanäle in 48k 24bit > oder 2 Kanäle in 96k 24bit. Bei Selbstbau, und wenn die Software mitmacht, kannst du das machen: Dergute W. schrieb: > Trick17 mit Billigkarte: Das Dingens kann ja Stereo, dein Signal ist > aber nur Mono - also bau' dir eine analoge Verzoegerung um 1/96kHz (z.b. > mit ein paar Allpaessen oder einem lustigen Besseltiefpass, der auf > Laufzeit und nicht auf Grenzfrequenz dimensioniert wurde) und verwende > beide Kanaele. 24 Bit sind jedenfalls unrealistisch. Mit Zähne zusammenbeißen wirst du vielleicht gerade so bis 16 Bit kommen. Ich würde etwas pragmatischer an die Sache heran gehen: Ein solches USB-Interface kaufen und einfach mal testen. Irgendjemand schrieb weiter oben, dass Möglicherweise sind die Resultate ja bereits zufriedenstellend. Wenn nicht, ist man auch schlauer. Und dass kein Audio-Interface mit extra Treiber geht, hast du bereits getestet?
ElKo schrieb: > @ Jonny: Korrigiere mich bitte, wenn ich dich falsch verstanden habe. > > Den Ansatz, mit einem ADC das Signal zu sampeln, die Daten im STM32 > aufzubereiten und dann über ein USB-Audio-Interface weiterzugeben, > klingt vielversprechend. Die Häufigkeit der Pulse ist immer noch > begrenzt durch das Ausklingverhalten vom Tiefpass. (Bzw. der Kurve, die > man an die Software weiter schickt.) Der zufälligen Überlagerung kann so > aber ziemlich gut begegnet werden. Nein :) Hast du richtig verstanden. Ja aber mit einem STM32 kann man einen schnelleren ADC verbauen, und somit den Tiefpass verkleinern. Ebenfalls kann man dann das "perfekte" Signal ezeugen, der Leerlauf ist dann wirklich 0V, da die Software ja kein Rauschen erzeugt... und man kann einen Puls mit einer ganz genauen Höhe erzeugen. Amtek erzeugt zb. ein schönes Dreieck aus dem Detektoreingangssignal: http://www.amptek.com/wp-content/uploads/2013/12/dpp_b.png http://amptek.com/products/dp5-digital-pulse-processor-and-mca/#5 Ebenfalls kann man den Messbereich erhöhen, Soundkarten sind meist auf 1.45V Messbereich limitiert. ADCs können ja meistens >3V, somit holt man noch mal etwas Genauigkeit Man bedenke 1450mV Messbereich / 3000keV Energiebereich gäbe 0.4mV per keV - da gibt es schnell mal Störungen. Bei einem Scintillation Detektor ist das eher zweitranging, da dessen Effizienz sowieso schlecht ist. HPGE haben meist 2-5keV Auflösung, man denke sich da mal aus wenn das Signal 10mV falsch ist... Erhöht man den Messbereich auf 5V bringt man da schon viel Verbesserung.
W.S. schrieb: > Ich habe den recht bestimmten Eindruck, daß du schlichtweg > garnichts vom Thema "Radioaktivität und Sensoren dazu" > verstanden hast. Glashaus und Steine, würde ich mal sagen. (Nur betrifft es bei Dir das Thema "Signalverarbeitung".) > Warum also reitest du ständig auf deiner USB-Soundkarte > herum? Weil völlig irrelevant ist, welcher SENSOR das Signal produziert. Wichtig sind die (deterministischen und statistischen) EIGENSCHAFTEN DES SIGNALS und die Eigenschaften der Übertragungskette. Die Behauptung, man könne die Höhe eines Maximums nicht exakt bestimmen, wenn dieses Maximum zwischen zwei Abtastwerten liegt, ist falsch. Trotzdem ist der TO von dieser Meinung durch keine Macht der Welt abzubringen. Die Behauptung, man könne einander teilweise überlappende Impulsantworten nicht den verursachenden Ereignissen zuordnen, ist falsch. Trotzdem ist der TO durch keine Macht der Welt von dieser Meinung abzubringen. Er hat bis jetzt überhaupt keinen Beleg dafür geliefert, dass die Auswertungssoftware die behaupteten Fehler tatsächlich macht. Trotzdem will der die Fehler beseitigen.
ElKo schrieb: > Diese Software scheint nicht zur Debatte zu stehen, > sondern die Frage, wie man durch ein besseres > Audio-Interface zu besseren Ergebnissen kommt. Vor der Therapie kommt bei rational handelnden Menschen die Diagnose. Wenn seine Software Daten offline auswerten kann, wäre es die leichteste Übung von der Welt, synthetische "Messreihen" herzustellen und zu schauen, was die Software daraus macht. Dann hätte man nämlich belegbare Fakten in der Hand, wo die Leistungsgrenzen des liegen, und wodurch sie verursacht werden. Das, was bisher über Signalverarbeitung vom TO behauptet wurde, stimmt jedenfalls einfach nicht, und ich glaube nicht, dass seine Software so stümperhaft programmiert ist, wie er behauptet. Dafür hätte ich gerne Belege.
Randnotiz: In folgendem Youtube Video wird sehr verständlich mit Fehlern aufgeräumt, die bzgl. des Abtasttheorems existieren. Betrifft auch und gerade die Diskussion, ob man die Information zwischen den Samplepunkten wieder eindeutig herstellen kann (und ja, ist für entsprechend tiefpass-gefilterte Signale eindeutig möglich). https://www.youtube.com/watch?v=cIQ9IXSUzuM Das Video ist (leider?) in Englisch von einem der Developer des Ogg/Vorbis Audio Compression Formats (Alternative zu MP3). Es lohnt sich sehr. Gerhard
Johnny S. schrieb: > Je nach stärke der Strahlung entsteht also ein unterschiedlich starker > Lichtimpuls, was sich natürlich in das Ausgangssignal überträgt, dieses > wird dann höher bzw. niedriger. Dieses Signal ist ca. 5-10 us lang. Wenn ich dich recht verstehe, dann geht es doch überhaupt nicht um die Höhe des Pulses, sondern um dessen Energie (d.h. der Fläche unter dem Impuls bzw. dessen Integral)? Mehr misst du doch bisher auch nicht. > Verlängert man das Signal kann man es Problemlos mit einer Soundkarte > messen. Du "verlängerst" das Signal nicht, du verschleifst es (du machst den Puls breiter und flacher, bei konstantem Integral, indem du es filterst). Die Energie des Pulses bleibt aber erhalten - und wenn du weißt, was für Impulse du erwartest (z.B. Anstieg), dann kannst du auch aus einem Pulsgemisch rausrechnen, was für Pulse das mal waren. Das gilt, solange du nicht "zu viele" Pulse bekommst, und da fehlt von dir bisher jede Definition. Solange du "im Prinzip unendlich viele Pulse gleichzeitig" verarbeiten können willst, brauchst du eine Soundkarte mit "im Prinzip unendlicher Abtastrate". Du musst dich irgendwo sinnvoll festlegen, und zwar unter der Maßgabe "was ist nötig". Ein "was ist möglich" ist nämlich (a) teuer und (b) dir ohnehin nicht möglich. Das gilt auch für die Dynamik. Was brauchst du überhaupt? Vielleicht reichen schon 8 oder 10 Bit aus, wenn du den Messbereich ausreizt. Aber 24 Bit sind eher utopisch.
Johnny S. schrieb: > Ebenfalls kann man den Messbereich erhöhen, Soundkarten > sind meist auf 1.45V Messbereich limitiert. ADCs können > ja meistens >3V, somit holt man noch mal etwas Genauigkeit > > Man bedenke 1450mV Messbereich / 3000keV Energiebereich > gäbe 0.4mV per keV - da gibt es schnell mal Störungen. Bei > einem Scintillation Detektor ist das eher zweitranging, > da dessen Effizienz sowieso schlecht ist. > > HPGE haben meist 2-5keV Auflösung, man denke sich da mal > aus wenn das Signal 10mV falsch ist... > > Erhöht man den Messbereich auf 5V bringt man da schon > viel Verbesserung. Nimms bitte nicht persönlich und nicht übel, aber das gibt für mich alles keinen Sinn, was Du schreibst. Ich war früher an Ultraschallmesstechnik beteiligt, und wir haben dort Pulspakete von wenigen µs Länge und einer Amplitude im µV-Bereich auf wenige Prozent genau vermessen. Ja, die Geräte sind teuer, weil der Entwicklungsaufwand hoch und die Stückzahl klein ist -- aber Du würdest Dich wundern, wie rustikal die Technik ist, die so etwas kann. Alles, was Du schreibst, liest sich für mich so, als ob Du Probleme, die Du in der Analogtechnik VERMUTEST , durch aggressive Digitalisierung lösen willst, damit Du Dich um keinen Preis der Welt mit Analogtechnik befassen musst. Jede normale Soundkarte muss einen Rauschabstand von größer 60dB schaffen; wenn das bei Deiner Anordnung nicht der Fall ist, würde ich erstmal DIESEN Fehler suchen, ehe ich irgendwas anderes probiere. Genauso sollte jede anständige Soundkarte 16kHz noch vernünftig übertragen. Impulse von 30µs Länge (nein, kein Rechenfehler) müssen also noch nachweisbar sein. Sind sie das? Hast Du das geprüft? Welche Messungen und Untersuchungen belegen, dass die Leistung Deines Systems ausgerechnet durch zu geringe Abtastfrequenz beschränkt wird?
ElKo schrieb: > Außerdem hat er das Problem, dass sich die Pulse häufen. Die Software > kann einen einzelnen Puls (bzw. was aus dem Tiefpass kommt) problemlos > auswerten. Aber nicht, wenn sich zwei oder mehr Pulse überlagern. Dann > werden sie als Messfehler erkannt und ungültig deklariert. Dann taugt die Software schlicht nix und gehört eigentlich entsorgt. Damit würde dann auch gleich der Zwang entsorgt, auf ein Soundkarteninterface aufsetzen zu müssen und damit auch der Weg frei, auf der Eingangsseite tatsächlich nennenswerte Verbesserungen realisieren zu können... Aber wenn der TO nunmal nicht in der Lage ist, eine eigene Software zu schreiben, dann entfällt dieser beste und sinnvollste Weg leider. > Den Ansatz, mit einem ADC das Signal zu sampeln, die Daten im STM32 > aufzubereiten und dann über ein USB-Audio-Interface weiterzugeben, > klingt vielversprechend. Die Häufigkeit der Pulse ist immer noch > begrenzt durch das Ausklingverhalten vom Tiefpass. Ist sie eben nur durch die untaugliche Auswertungs-Software. Der Verfasser selbiger hat scheinbar die Hälfte des Tricks mit dem Tiefpass nicht kapiert... > 24 Bit sind jedenfalls unrealistisch. Mit Zähne zusammenbeißen wirst du > vielleicht gerade so bis 16 Bit kommen. Jepp. Man darf nicht vergessen: der Host ist ein PC, also par se eine ziemliche EMV-Schleuder. Und die ist immer in nächster Nähe und es wird sogar noch heftiges Störfeuer direkt per (USB-)Kabel an den Wandler herangeführt. Dieses Problem hat man mit zunehmender Wandlerauflösung in steigendem Maße, denn leider werden die Störungen in gleichem Maße genauer aufgelöst wie das Nutzsignal... Bevor man sich also Gedanken über höhere Auflösungen und Sampleraten macht, sollte man sich vor allem Gedanken darüber machen, wie man das SNR verbessern könnte. Das würde der beschissen Software nämlich erstmal genauso helfen, wie einer guten, auf die es meiner Meinung nach sowieso nur hinauslaufen kann, wenn man signifikante Verbesserungen erzielen möchte... Und der Ansatz dazu ist ganz einfach: Soundkarteneingang einfach mal mit einem ohmschen Widerstand mit ungefähr der Impedanz des Tiefpasses nach Masse abschließen und Audacity starten. Wenn da mehr als das letzte Bit wackelt (oder dieses signifikant was anderes als rosa Rauschen produziert), gibt's an dieser Front erstmal noch reichlich zu tun. Damit sollte man anfangen, alles andere kommt hinterher...
S. R. schrieb: > Das gilt auch für die Dynamik. Was brauchst du überhaupt? > Vielleicht reichen schon 8 oder 10 Bit aus, wenn du den > Messbereich ausreizt. Die Zahlen, die er nennt (3000keV Maximum, 2keV Aufloesung) passen ganz gut zu 10 oder 11 Bit. > Aber 24 Bit sind eher utopisch. Fairerweise sollte man im Gedächtnis behalten, dass er weiter oben selbst geschrieben hat, es ginge ihm mehr um die höhere Abtastrate als um höhere Auflösung. 16 Bit Auflösung schaden allerdings nicht; Quantisierungs- fehler, Auflösung und Abtastrate hängen ja zusammen.
Johnny S. schrieb: > Mir kam noch eine Idee wie man die vorhandene Software verwenden könnte. Komisch. Das wurde von mir vor drei Tagen hier schon aufgeschrieben ... Jobst M. schrieb: > Mein Tip: [...] Gruß Jobst
Possetitjel schrieb: > Ich war früher an Ultraschallmesstechnik beteiligt, und > wir haben dort Pulspakete von wenigen µs Länge und einer > Amplitude im µV-Bereich auf wenige Prozent genau vermessen. Ja. Aber schau mal. Nehmen wir an mein Detektor hat einen Fehler (das hat noch garnix mit der Messung zutun) von 2keV. Sagen wir ich will einen Bereich von 0-3000keV abdecken. Habe ich eine Soundkarte ist der Maximal mögliche Pegel 1450mV Das Ergibt doch 0.48mV / keV. Möchte ich nun mit der Pulsmessung auf auf den selben Fehler kommen, darf mein Signal maximal 1mV Abweichung haben. Mach das Mal mit einem Klinkenstecker. Nimmt man jetz einen ADC der z.b. 5000mV kann, gibt das bereits 1.6mV/kev, also darf mein Signal 3.2mV abweichen, das ist das 3fache von der Soundkarte. Mitlerweilen habe ich ja verstanden das die direkte Soundkartenlösung "scheisse" ist, darum möchte ich ja das Signal nun mit einem guten ADC und einem uC Messen, und danne einen perfekten Puls simulieren. Der Weg vom Signal zum ADC kann ja so kurz wie möglich sein, alles nach dem ADC ist ja digital, somit tritt kein rauschen oder sonstige Störungen von Kabeln oder Steckern auf. Ich habe hier noch ein STMF7 Board herumliegen. Ich werde nun dort mal mit dem verbauten ADC testen ob mein Vorhaben überhaupt klappt, einen Versuch ists Wert. S. R. schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Je nach stärke der Strahlung entsteht also ein unterschiedlich starker >> Lichtimpuls, was sich natürlich in das Ausgangssignal überträgt, dieses >> wird dann höher bzw. niedriger. Dieses Signal ist ca. 5-10 us lang. > > Wenn ich dich recht verstehe, dann geht es doch überhaupt nicht um die > Höhe des Pulses, sondern um dessen Energie (d.h. der Fläche unter dem > Impuls bzw. dessen Integral)? Mehr misst du doch bisher auch nicht. Sorry, hier muss ein Missverständins sein. Der Scintillator-Detektor erzeugt einen Ausgangspuls - dessen Höhe gilt es zu Messen, da die höhe im Verhältniss zu der Strahlungsenergie ist. Grundsetzlich messe ich LICHT das auf einen Fotovervielfacher trifft... Mehr Licht = Höhere Ausgangsamplitude am Fotovervielfacher. Ich werde gleich ein Bild mit den Pulsen hochladen..
ElKo schrieb: > Außerdem hat er das Problem, dass sich die Pulse > häufen. Die Software kann einen einzelnen Puls (bzw. > was aus dem Tiefpass kommt) problemlos auswerten. > Aber nicht, wenn sich zwei oder mehr Pulse überlagern. > Dann werden sie als Messfehler erkannt und ungültig > deklariert. Woher weisst Du das? Die Frage ist völlig ernst und nicht polemisch gemeint. Von welcher Software reden wir hier?
Johnny S. schrieb: > Ja. Aber schau mal. Nehmen wir an mein Detektor hat > einen Fehler (das hat noch garnix mit der Messung zutun) > von 2keV. > > Sagen wir ich will einen Bereich von 0-3000keV abdecken. > > Habe ich eine Soundkarte ist der Maximal mögliche Pegel > 1450mV > > Das Ergibt doch 0.48mV / keV. > Möchte ich nun mit der Pulsmessung auf auf den selben > Fehler kommen, darf mein Signal maximal 1mV Abweichung > haben. > > Mach das Mal mit einem Klinkenstecker. ??? Das meinst Du jetzt nicht ernst?! Du Weisst aber schon, wie eine Kalibrierung funktioniert? > Nimmt man jetz einen ADC der z.b. 5000mV kann, gibt das > bereits 1.6mV/kev, also darf mein Signal 3.2mV abweichen, > das ist das 3fache von der Soundkarte. ??? Dunkel ist Deiner Worte Sinn. Um aus dem Zahlenfriedhof, der aus der Soundkarte herauskommt, (=WAV-File) physikalisch interpretierbare absolute Messwerte zu machen, KALIBRIERT man die Kiste: Man legt ein genau bekanntes (=synthetisch erzeugtes) Testsignal an den Eingang an und schaut, welche Zahlen die Soundkarte liefert. Und soll ich Dir was verraten? So funktionieren auch Messgeräte mit Preisen jenseits 20'000 Euro. > Mitlerweilen habe ich ja verstanden das die direkte > Soundkartenlösung "scheisse" ist, Nein. Du hast nur panische Angst vor Analogtechnik und Signal- verarbeitung. Die Idee, den computereigenen Sound-Eingang zu verwenden, ist eigentlich clever, weil den praktisch jeder Computer hat. Man muss das nur mit Sinn und Verstand machen. > Der Weg vom Signal zum ADC kann ja so kurz wie möglich sein, > alles nach dem ADC ist ja digital, somit tritt kein rauschen > oder sonstige Störungen von Kabeln oder Steckern auf. Na, ich sag's doch... Panische Angst vor Analogtechnik. >> Wenn ich dich recht verstehe, dann geht es doch überhaupt >> nicht um die Höhe des Pulses, sondern um dessen Energie >> (d.h. der Fläche unter dem Impuls bzw. dessen Integral)? >> Mehr misst du doch bisher auch nicht. > > Sorry, hier muss ein Missverständins sein. Ja - aber auf Deiner Seite. > Der Scintillator-Detektor erzeugt einen Ausgangspuls - dessen > Höhe gilt es zu Messen, da die höhe im Verhältniss zu der > Strahlungsenergie ist. Ja, das ist von uns verstanden worden. Wir haben die Hoffnung noch nicht ganz aufgegeben, dass Du das Folgende vielleicht doch noch verstehst: Der vom Detektor erzeuge Ausgangspuls hat nicht nur eine bestimmte Höhe, er hat immer eine gewisse zeitliche Länge; ideale Dirac-Stöße gibt es nur in der Theorie. Der vom Detektor erzeugte Originalpuls hat also, weil er eine HÖHE und auch eine LÄNGE hat, eine gewisse FLÄCHE . Dieser schmale, hohe Impuls läuft durch den analogen Tiefpass und wird zu einem niedrigen, breiten Impuls. Jetzt kommt der unheimliche und magische Trick: Die Fläche des niedrigen breiten Pulses HINTER dem Tiefpass steht zu der Fläche des schmalen hohen Pulses VOR dem Tiefpass IN EINEM GENAU DEFINIERTEN VERHÄLTNIS (Dieses Verhältnis hängt zwar von der Schaltung ab, ist aber ansonsten konstant.) Man kann also die Höhe des schmalen hohen Impulses ausrechnen, wenn man den breiten flachen Impuls (und noch ein paar Größen) kennt! Es geht keine Information verloren!
Meine Güte, was für eine Aufregung hier... Es ist doch so: 1. das mit dem Originalsignal zurückrechnen geht nur, wenn einem die Charakteristik des Analogteils genauestens bekannt ist. Man muss den Analogteil also mit hoher Präzision durchmessen. 2. muss die Signalverarbeitung in der Software verbessert werden. 3. Gibt es trotzdem die Beschränkung, wenn mal 2 oder mehr Pulse sehr dicht aufeinander folgen (sagen wir mal mit halber Audio-Samplerate, also bei 48 KHz etwa 41us oder weniger, kann man diese eben nicht mehr rekonstruieren. Sie "verschmelzen" einfach. Also ist die höhere Samplerate durchaus eine gute Idee, um auch dicht beieinander liegende Pulse eindeutig erfassen zu können. Um dann die Bandbreite auf dem USB Bus zu schonen, kann man eben zu dem Trick greifen, die schnell erfassten Pulse in langsamere, synthetische Pulse zu übersetzen, die in zeitlich sinnvollerem Abstand an die Software geschickt werden. Und damit sind alle 3 Punkte von oben erledigt, die schwierig bis gar nicht zu lösen wären. Ich sehe hier wirklich kein konzeptionelles Problem des TO.
Possetitjel schrieb: > Du Weisst aber schon, wie eine Kalibrierung funktioniert? Prinzipell ja, aber gegen auftretende Störungen? Das ein Klinkenstecker scheisse ist, merkt man wenn man einen Klinkenlautsprecher einsteckt, und dann mal bisschen am Stecker dreht oder wackelt "chrrr chrrr chrr". Da wird wohl weit mehr als 1mV Störung auftreten. >Na, ich sag's doch... >Panische Angst vor Analogtechnik. Ja aus erlebnissen. Wenn ich meinen Soundeingang auf den GND lege, selbst dann ist da keine 0V linie, sondern es hüft irgendwo in ein paar mV herum. Klemmt man ein Oszilloskoptastkopf an GND zeigt das Oszilloskop eine grade linie ohne Störungen. Anbei ist sind zwei Bilder wo die Pulse zu schnell eintreffen, also deformiert sich das blaue Signal. Ich habe dazu eine relativ schwache Strahlungsquelle und die niedrigste Detektorspannung benutzt - erhöht man beides, wird das extrem öfter auftreten Wie ich Possetitjel verstanden habe, hängt die Dimension des Signals vom verbauten Filter ab, der Filter ist so konzipiert das der ADC richtig misst. Wenn man jetz etwas hat, was mit weniger langen blauen Pulsen arbeiten kann (ich denke an einen ADC mit höherer Samplerate) könnte man das Problem ja verkleinern, da die blauen Pulse ja vorher fertig wären. Ich meinte gehört zu haben das es sogar spezielle ADC's gibt, welche SiPM (selbes prinzip wie eine normaler Fotovervielfacher) direkt auslesen können, also das 2us lange gelbe Signal. Anbei nochmal das gelbe Signal alleine, und so ein persistent bild wo man sieht das die Pulse unterschiedlich sind.
Joe F. schrieb: > 1. das mit dem Originalsignal zurückrechnen geht nur, > wenn einem die Charakteristik des Analogteils genauestens > bekannt ist. Man muss den Analogteil also mit hoher > Präzision durchmessen. Jein. Die Impulsantwort ist eine Systemkonstante, die "Form" ist also für ein bestimmtes System immer gleich, nur die Höhe und die zeitliche Lage sind variabel. Wenn man einen Kalibriermodus mit hinreichend geringer Dosis hat (so dass sich die Impulsantworten nicht überlappen) kann das die Software fast vollautomatisch machen. > 2. muss die Signalverarbeitung in der Software verbessert > werden. Mag sein - aber das muss nicht zwingend durch Eingriff in die existierende Software erfolgen. Man könnte auch eine Filter-Software vorschalten, die das eine WAV-File frisst und ein anderes (passend interpoliertes) WAV-File ausspuckt. (Ggf. klappt das auch in Echtzeit.) Dazu müsste man aber erstmal wissen, was die vorhandene Software im Detail tut. > 3. Gibt es trotzdem die Beschränkung, wenn mal 2 oder > mehr Pulse sehr dicht aufeinander folgen [...] Klar gibt's die. Das sollte bei vernünftiger Auswertung aber frühestens bei einigen Tausend Pulsen je Sekunde auftreten. > Also ist die höhere Samplerate durchaus eine gute Idee, > um auch dicht beieinander liegende Pulse eindeutig > erfassen zu können. Dem widerspreche ich ja gar nicht. Ich habe nur nicht annähernd den Eindruck, dass das vorhandene System schon ausgereizt wäre.
Johnny S. schrieb: > Anbei nochmal das gelbe Signal alleine, und so ein persistent bild wo > man sieht das die Pulse unterschiedlich sind. Das sind alles von der Form her identische Signalverläufe, nämlich exponentiell abfallende Kurven. Kennst du die Fläche unter deinem Puls (= dessen Integral), dann kennst du auch dessen Maximalhöhe. Du musst also die Höhe nicht messen. Wäre es anders, würde deine jetzige Lösung nicht funktionieren. Aber das versuchten wir dir ja schon zu erklären.
Was die Softwaren genau machen wissen wohl nur die Entwickler. Das Problem ist wohl auch haupsächlich das Scintillatoren sowiso so eine riesige Toleranz haben, das man garnicht mal genau messen muss, bei einem HPGE sieht das wohl weit anders aus. Da ich ja demnächst einen HPGE kaufen möchte, brauche ich natürlich auch etwas was beides kann. Ich werde aus kostengründen natürlich nur einen alten mit 10% Effizienz kaufen. Eine Strahlenquelle von 1uCi (37000 Zerfälle) wird dann 3700 Signale pro Sekunde senden (+ Hintergrund). Die Professionellen kostenpflichten werden wohl einen ganzen Haufen Signaloptimierungen haben. Amptek schickt zb. ein Trapezförmiges Signal zu seiner Software https://amptek.com/pdf/andpp003.pdf Ich weiss nur was die Eigenbaulösungen von anderen machen. Die stellen einen Schwellenwert von zb. 100mV ein, wird er überschritten wird solange gemessen bis er wieder unter 100mV ist, davon wird das Maximum genommen. Oder es wird nach dem überschreiten einfach eine Zeit x gemesen. Aber das ist wohl keine gute Idee.
Johnny S. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Du Weisst aber schon, wie eine Kalibrierung funktioniert? > > Prinzipell ja, aber gegen auftretende Störungen? Also, ich weiss nicht... Du bist mir ja keine Rechenschaft schuldig; Pech für Dich, dass ich das Thema interessant finde und deswegen nachhake. Gerade diese Messwertgewinnungs-Geschichte ist ja wegen ihrer engen Verzahnung von analoger Elektronik, digitaler Hardware und Software interessant. Am Anfang der Diskussion hier stand die Behauptung, dass völlig unbekannt wäre, was zwischen den einzelnen Abtast- punkten passiert. Als dem widersprochen wurde, kam die Behauptung, dass die Maxima nicht korrekt bestimmt werden könnten. Als auch dem widersprochen wurde, kam die Aussage, dass die Breite der blauen Impulse keinen Zusammenhang zur Höhe der gelben Impulse hätte. Als dem AUCH widersprochen wurde, waren es plötzlich die Klinken- stecker, die nichts taugen. Nimm mir nicht übel, wenn ich das nicht so übermäßig glaubwürdig finde. > Das ein Klinkenstecker scheisse ist, merkt man wenn man > einen Klinkenlautsprecher einsteckt, und dann mal bisschen > am Stecker dreht oder wackelt "chrrr chrrr chrr". Da wird > wohl weit mehr als 1mV Störung auftreten. Das tritt bei JEDEM Stecker auf, der sich bewegen lässt. Auch bei einem 100'000-Euro-Messgerät darfst Du nicht während der Messung mit den Kontakten ratzen... > Wenn ich meinen Soundeingang auf den GND lege, selbst > dann ist da keine 0V linie, sondern es hüft irgendwo in > ein paar mV herum. Die Frage für mich wäre, ob es einen NACHWEIS dafür gibt, dass das Fehler in der Auswertung hervorruft. > Anbei ist sind zwei Bilder wo die Pulse zu schnell > eintreffen, also deformiert sich das blaue Signal. Ja. Das sind beides Fälle, die eine vernünftige Auswertung trennen können muss. > Wie ich Possetitjel verstanden habe, hängt die Dimension > des Signals vom verbauten Filter ab, der Filter ist so > konzipiert das der ADC richtig misst. Richtig. > Wenn man jetz etwas hat, was mit weniger langen blauen > Pulsen arbeiten kann (ich denke an einen ADC mit höherer > Samplerate) könnte man das Problem ja verkleinern, da die > blauen Pulse ja vorher fertig wären. Richtig. Das ist eine denkbare Lösung. Eine andere denkbare Lösung: Die blaue Kurve wurde durch einen analogen Tiefpass hervorgerufen. Man muss also rechnerisch (d.h. mittels Software) nur einen Hochpass "nachschalten", der die Wirkung des Analog-Tiefpasses (zu großen Teilen) wieder aufhebt, um die Pulse wieder trennen zu können. ... Versteh' mich bitte richtig: Wenn Du sagst "Ich finde die Soundkarte als Messgeräte-Interface Scheisse", und deshalb alles auf USB umstricken willst, dann steht Dir das frei. Das ist ja eine persönliche Entscheidung. Mich nervt es nur, wenn Du zur Rechtfertigung dieser Entscheidung Gründe angibst, die meiner Meinung nach fachlich und technisch keinen Sinn geben. (Du kannst das natürlich trotzdem tun, aber Du musst dann halt mit meinem Protest leben... :)
Johnny S. schrieb: > Ich weiss nur was die Eigenbaulösungen von anderen machen. > > Die stellen einen Schwellenwert von zb. 100mV ein, wird er > überschritten wird solange gemessen bis er wieder unter > 100mV ist, davon wird das Maximum genommen. > > Oder es wird nach dem überschreiten einfach eine Zeit > x gemesen. > > Aber das ist wohl keine gute Idee. Nein, in der Tat. Das ist Gemurkse. Mal konkret gefragt: Kannst Du (Links auf) Hobby-Software für solche Auswertungen nennen? Und: Könntest Du ein reales WAV-File hier zum Spielen zur Verfügung stellen? Ein Schnipsel 44kHz/16bit, 1sec, wäre ausreichend. Ein paar Zerfälle sollten aber schon enthalten sein... :)
Possetitjel schrieb: > Mal konkret gefragt: Kannst Du (Links auf) Hobby-Software > für solche Auswertungen nennen? BekMoni (kenn ich, benutz ich) http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=en&u=http%3A%2F%2Fblog.livedoor.jp%2Fkabuworkman-becqmoni%2F PRA (kenn ich, benutz ich nicht) http://www.physics.usyd.edu.au/~marek/pra/index.html Theremino (kenn ich, benutz ich) http://www.gammaspectacular.com/theremino-mca Optisch das beste, aber das equalizer gedöns funktioniert nur halbwegs BekMoni wird mit 3 Punkten Linearer als Theremino mit den ganzen Schiebern Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=org.fe57.atomspectra&hl=de Schon mal beim Wandern benutzt, garnicht mal so schlecht. > Und: Könntest Du ein reales WAV-File hier zum Spielen > zur Verfügung stellen? Ein Schnipsel 44kHz/16bit, 1sec, > wäre ausreichend. Ein paar Zerfälle sollten aber schon > enthalten sein... :) Klar kann ich erstellen. Ich werde ein paar machen, bei Hintergrund kriegt man nur 6 Pulse pro Sekunde zu gesicht. Werde 2-3 mit verschienden Quellen machen.
Nun, also was wird gemacht? Manche ADCs von Ortec oder Canberra erkennen die Maximalspannung, also halten diese und tasten diese einmalig langsam aber genau ab. Andere ADCs tasten dauernd schnell ab. Da kann man dann eine Schwelle setzen und die Fläche unter dem Impuls aufsummieren, ist ja proportional zur Energie. Habe auch schon gehört (FAST Comtec) dass die in Echtzeit einen Gauß in das Gemessene hineinfitten. Du hast oben Bildchen gezeigt mit den Plusen nach unten, die kommen ja direkt aus dem Detektor und sind sehr kurz. Normalerweise geht man da in einen pluse shaping Amplifier der macht dann gaußförmige positive Impulse die auch länger sind. Da ist auch oft ein pileup rejector mit dabei der verhindert, dass die Nullinie bei hohen Zählraten verschoben wird. So sieht das grob aus: http://amptek.com/wp-content/uploads/2013/12/mca8000d_4.png
@ Possetitjel: Wir haben hier zwar ein paar pluse shaping Amplifier, aber ich weiß nicht wie diese funktionieren, die können eine Menge, bipolare Impulse, unterschiedliche shaping Zeiten und auch pileup reject. Glaubst Du das ist im Grunde nur ein Tiefpass? Derzeit sample ich das Signal hinter dem pluse shaping Amplifier mit 65MHz, bilde die Fläche durch aufsummieren und baue dann daraus Spektren die OK aussehen. Aber einen Tiefpass kann ich natürlich auch digital bauen im FPGA, sprich könnte ich den pluse shaping Amplifier weglassen, direkt hinter dem Detektor schnell sampeln, tiefpass filtern und dann die Fläche bilden?
-gb- schrieb: > Wir haben hier zwar ein paar pluse shaping Amplifier, > aber ich weiß nicht wie diese funktionieren, die können > eine Menge, bipolare Impulse, unterschiedliche shaping > Zeiten und auch pileup reject. Glaubst Du das ist im > Grunde nur ein Tiefpass? Um Himmels willen. Nein. > Derzeit sample ich das Signal hinter dem pluse shaping > Amplifier mit 65MHz, bilde die Fläche durch aufsummieren > und baue dann daraus Spektren die OK aussehen. Naja, da stellt sich schon die Frage: Wozu das Ganze? Wenn Du schon mit 65MHz abtastest, warum gehst Du dann nicht direkt auf die Detektorpulse los? > Aber einen Tiefpass kann ich natürlich auch digital > bauen im FPGA, sprich könnte ich den pluse shaping > Amplifier weglassen, direkt hinter dem Detektor schnell > sampeln, Ja. > tiefpass filtern Warum tiefpassfiltern? -- Also, den Antialiasing-Tiefpass vorm ADC brauchst Du natürlich, aber sonst? > und dann die Fläche bilden? Letztlich willst Du doch die Anzahl der Detektorpulse und deren Höhe (oder Fläche) wissen. Wenn Du einen ADC und einen FPGA hast, der die Datenrate bewältigt, dann geht' doch damit einfach auf das Detektorsignal los. Das ganze analoge Puls-Shaping-Zeugs braucht man nach meinem Verständnis nur, wenn der ADC zwar hoch auflöst, aber nicht schnell genug für die recht kurzen originalen Detektorpulse ist. Dann muss man die Pulse erstmal analog platthauen.
Possetitjel schrieb: > Das ganze analoge Puls-Shaping-Zeugs braucht man nach meinem > Verständnis nur, wenn der ADC zwar hoch auflöst, aber nicht > schnell genug für die recht kurzen originalen Detektorpulse > ist. Dann muss man die Pulse erstmal analog platthauen. Kann sein, aber schau dir mal das Schema auf Seite 29 an.. http://experimentationlab.berkeley.edu/sites/default/files/images/DP5_User_Manual_A1.pdf Irgendeinen Grund wird es wohl haben warum die dort so einen Elektronik vor den ADC hauen. Vielleicht ist ja das noch ein Hinweis: These steps can be seen in the top traces of Figure 2-2 and are not suitable to be directly digitized, due to the small amplitude (a few mV) over the large range (many volts)
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Possetitjel schrieb: > Wenn Du schon mit 65MHz abtastest, warum gehst Du dann > nicht direkt auf die Detektorpulse los? Weil die Impulse aus dem Detektor extrem kurz sind, weit unter 1us, da bekomme ich auch mit den 65MSamples/s nur sehr wenige Samples. Possetitjel schrieb: > Warum tiefpassfiltern? -- Also, den Antialiasing-Tiefpass > vorm ADC brauchst Du natürlich, aber sonst? Naja, um die kurzen Impulse vom Detektor zu langen Impulsen zu machen. Aber das müsste ich dann mit einem analogen Tiefpass machen, also wie der shaping Amplifier. Finde leider kein schöneres Bildchen, hier http://images.slideplayer.com/13/3943771/slides/slide_5.jpg sieht man wie das grob abläuft bei uns. Die Impulse oben sind extrem kurz, danach hat man dieses Sägezahn,das ist langsam, aber da kann man schlecht die Fläche berechnen, und dann am Ende bekommt man diese gaußförmigen Impulse, die sind ganz praktisch.
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Possetitjel schrieb: > ElKo schrieb: >> Außerdem hat er das Problem, dass sich die Pulse >> häufen. Die Software kann einen einzelnen Puls (bzw. >> was aus dem Tiefpass kommt) problemlos auswerten. >> Aber nicht, wenn sich zwei oder mehr Pulse überlagern. >> Dann werden sie als Messfehler erkannt und ungültig >> deklariert. > > Woher weisst Du das? > Die Frage ist völlig ernst und nicht polemisch gemeint. Ich stütze mich auf die Aussagen von Jonny: Johnny S. schrieb: > Je mehr das Signal mit Anlog verlängert, desto mehr falsche Pulse gibt > es, denn wenn während des abfallen des blauen Signals bereits wieder ein > gelbes eintrifft, springt blau natürlich auch wieder herauf (natürlich > auf eine falsche Höhe). Es ist richtig, dass sich das mathematisch einwandfrei und perfekt rausrechnen lässt. (Sofern die Impulse wenigsten 1/fs auseinander liegen.) Wenn es die Software aber nicht macht, nützt die ganze Theorie nichts. Wobei Jonny das vielleicht nochmal genauer erklären könnte, was die Software in so einem Fall wirklich macht. Wird das als Puls mit zu hoher Energie interpretiert? Wird das Sample verworfen? Ganz allgemein: Aufpassen, dass der Aufwand den Nutzen nicht übersteigt. Sicher ist es nett, ein perfektes Messgerät mit eigener Software, Wandler, Elektronik usw. zu bauen. Aber das wird nie fertig werden. Also besser einige fertige Komponenten (Software) nutzen, und eine sinnvolle Kombi zusammenstellen. So bekommt man immerhin gute Ergebnisse. Und das ist bekanntlich besser, als gar keine perfekten Ergebnisse zu bekommen, weil man nie fertig wird....
Ah ja, so langsam kommen wir in konkrete Gefilde. Wird auch Zeit, gelle? Also, Bild 1 (Prinzip) zeigt erstmal das Wichtigste, nämlich, daß die im Detektor erzeugten Ladungspaare am Detektorausgang einen Stromimpuls verursachen. Da nun jeder Eingang einer Folge-Elektronik eine Parallelschaltung aus C und R nach Masse, gefolgt von einem idealen Verstärker darstellt, haben wir sowohl einen Integrator mit einer Auflade-Zeitkonstante, bestehend aus I(Sensor,T) und C und zugleich eine Entladeschaltung mit einer anderen Zeitkonstante, bestehend aus demselben C und parallel dazu R. OK? So. Das nächste Bild (Zeitkonstanten) zeigt, was dabei passiert: Es gibt nen Peak, dessen Anstieg von der ersten Zeitkonstante (C und Sensorausgang) abhängt und ein Abklingen, das von der zweiten Zeitkonstante abhängt. je kleiner C ist, desto höher und kürzer ist der Peak. So wie ich das kenne, findet das Ganze im unteren Nanosekunden-Bereich statt - jedenfalls bei Halbleiter-Detektoren. Da ist dann ein Spitzenwert-Detektor angesagt, damit man einem nachfolgenden ADC genug Zeit zum Wandeln geben kann. Die Abkling-Zeitkonstante sollte man dann so klein wählen, daß man möglichst wenig Pile-Up bekommt. Das hängt dann davon ab, was und wieviel der Detektor abkriegt. Am sympathischsten kommt mir 1:5 vor. Das klingt noch schnell genug ab, es muß ja nur etwa so schnell abklingen, wie der ADC zum Wandeln braucht. W.S.
Johnny S. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Das ganze analoge Puls-Shaping-Zeugs braucht man nach meinem >> Verständnis nur, wenn der ADC zwar hoch auflöst, aber nicht >> schnell genug für die recht kurzen originalen Detektorpulse >> ist. Dann muss man die Pulse erstmal analog platthauen. > > Kann sein, aber schau dir mal das Schema auf Seite 29 an.. > > http://experimentationlab.berkeley.edu/sites/default/files/images/DP5_User_Manual_A1.pdf > > Irgendeinen Grund wird es wohl haben warum die dort so einen > Elektronik vor den ADC hauen. Ich habe das jetzt nur überflogen, aber: Sie schreiben auf Seite 4 ("Analog Prefilter") "The input of the DP5 ist the output of a charge sensitive preamplifier." Auf Deutsch: Diese Elektronik ist für Anschluss an einen ladungsempfindlichen Verstärker vorgesehen. Das ist NICHT die Beschaltung, die z.B. W.S. in den Buch-Auszügen zeigt. > These steps can be seen in the top traces of Figure 2-2 > and are not suitable to be directly digitized, due to > the small amplitude (a few mV) over the large range > (many volts) Ja. Die blaue Kurve in Bild 2-2 ist genau die Schrittfunktion, die aus dem Ladungsverstärker herauskommt.
Gustl B. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Warum tiefpassfiltern? -- Also, den Antialiasing-Tiefpass >> vorm ADC brauchst Du natürlich, aber sonst? > > Naja, um die kurzen Impulse vom Detektor zu langen Impulsen zu machen. > Aber das müsste ich dann mit einem analogen Tiefpass machen, also wie > der shaping Amplifier. Der 'Antialiasing-Tiefpass vorm ADC' ist natürlich analog. Sonst wäre er nicht 'vorm ADC' Bei Delta-Sigma-Wandlern gibt es dann noch einen digitalen Antialiasing-Tiefpass hinter dem ADC, welcher von der Oversamplingfrequenz auf die Samplingfrequenz runter rechnet. Gruß Jobst
Possetitjel schrieb: > Man kann also die Höhe des schmalen hohen Impulses ausrechnen, > wenn man den breiten flachen Impuls (und noch ein paar Größen) > kennt! Es geht keine Information verloren! Sehr schöne Zusammenfassung des Konzeptes (welches der Autor der immer noch ungenannten "unverzichtbaren" Auswertungs-Software wohl nicht verstanden hat, wenn er mit überlappenden Waveforms nicht klar kommt), aber trotzdem leider nur fast richtig... Die vollständige Rekonstruktion des Originalsignals vor dem Tiefpass wäre nur dann möglich, wenn folgende zwei Voraussetzungen gegeben sind: 1) Die Samplefrequenz des AD-Wandlers ist mehr als doppelt so hoch wie der höchste Frequenzbestandteil der Impulsantwort des Tiefpasses. Das ist sehr leicht zu erreichen: Tiefpass entsprechend dimensionieren. 2) Der Wandler darf dem Signal kein Rauschen hinzufügen. Das allerdings ist leider völlig unmöglich. Man kann nur versuchen, das Rauschen zu minimieren. Und genau deshalb, weil das mathematisch betrachtet der Knackpunkt ist, muss man auch hier beginnen. Allerdings: Natürlich senkt das "Breitwalzen" der Impulsenergie durch den Tiefpass den Pegel und damit notwendigerweise auch das SNR. Insofern kann auch eine Erhöhung der Samplefrequenz vorteilhaft sein, weil man dann einen Tiefpass mit geringerer Zeitkonstante verwenden kann. Gegen die scheinbar grundsätzliche Unfähigkeit der Auswertesoftware hilft das allerdings kein bisschen...
c-hater schrieb: > Natürlich senkt das "Breitwalzen" der Impulsenergie Nee, nee. Der Energieinhalt wird nicht gesenkt, sondern eben nur breitgewalzt. Eines ist klar: Die Fläche unter der Impulskurve ist in jedem Falle gleich, egal ob das ein kurzer und hoher Impuls ist oder ein langer und entsprechend niedriger Impuls. Schließlich ist die Fläche ja das Maß für die im Detektor erzeugten Ladungspaare. Durch eine große Eingangs-Zeitkonstante macht man den Strom-Impuls lediglich zu einem "Kuhfladen" - und das Blöde an solchem Verfahren ist, daß die Abkling-Zeitkonstante ja ebenfalls entsprechend größer gemacht werden muß. Das wiederum führt zu massivem Pile-Up. Und wenn man bei fast jedem Impuls noch die Schwänze von 2..3 vorherigen Pulsen herausrechnen muß, wird das Ganze sehr schnell sehr unübersichtlich. Und jetzt kommen wir mal zu konkreten Daten: Soweit mir erinnerlich, kriegt man mal ganz grob gesagt bei breitbandigem Eingangsverstärker und schnellem (mechanisch nicht so großem) Detektorvolumen mit ner kurzen Eingangs-Zeitkonstante (1..2 pF als Integrations-Kapazität) Impulse von mehreren Volt, dafür aber deutlich weniger als 1 µs lang. Hängt vom Detektor ab. Dazu sollte dann m.E. eine Abklingzeit im Bereich um die 5 µs ganz gut passen. So, und jetzt versuche mal, sowas per vergrößerter Eingangs-Zeitkonstante zum Kuhfladen breitzudrücken. Geht ja, aber bei üblichen Audio-ADC's müßtest du nen Faktor 30..50 geschätztermaßen ansetzen, also Zeit mal 30..50, dafür Amplitude durch 30..50, um wenigstens ein paar Samples pro Impuls hereinzukriegen. Je weniger Samples du hast, desto abenteuerlicher wird die Auswertung, denn so ein Impuls ist ja alles andere als harmonisch. Und man hat obendrein auch noch 30..50 mal so großes Pile-Up, was die ganze Sache noch mehr stressig macht. Wie ich schon viel weiter oben geschrieben habe: Den Versuch, das Ganze per Audio-ADC durchzuziehen, halte ich für ziemlich daneben. Sowas schreit geradezu nach einer schnellen Analog-Auswertung vor Ort. W.S.
W.S. schrieb: > Wie ich schon viel weiter oben geschrieben habe: Den Versuch, das Ganze > per Audio-ADC durchzuziehen, halte ich für ziemlich daneben. Sowas > schreit geradezu nach einer schnellen Analog-Auswertung vor Ort. Das sehe ich genauso. Wenn man das PDF von Amptec anschaut benutzen die eine Samplerate von 20MS oder 80MS bei 12bit. Unabhängig von der Signalaufbereitung kann ich mir nicht erklären wie man da mit einem Audiosignal ein Ergebnis erhalten kann das auch nur entfernt etwas mit dem zu messenden Signal zu tun hat. Thomas
Thomas schrieb: > Das sehe ich genauso. Wenn man das PDF von Amptec anschaut > benutzen die eine Samplerate von 20MS oder 80MS bei 12bit. > Unabhängig von der Signalaufbereitung kann ich mir nicht > erklären wie man da mit einem Audiosignal ein Ergebnis > erhalten kann das auch nur entfernt etwas mit dem zu messenden > Signal zu tun hat. "Im Wort 'Gelehrter' steckt nur der Begriff, dass man ihn vieles gelehrt , nicht aber, dass er auch etwas gelernt hat..." (Lichtenberg). Man kann eben gerade nicht unabhängig von der Signal- aufbereitung verstehen, wie Energie der Einzelpulse, Spektrum der Einzelpulse und Pulsfolgefrequenz zusammenhängen.
Und dann gibt es noch den Ansatz mit Sample und Hold den Peak zu halten und langsam einmal abzutasten. Aber wie kommt man jetzt eigentlich von dem schnellen kurzen Peak zum Gauß? Also ja, das wird plattgewalzt, aber ist das nur ein Tiefpass? Kann man das auch digital machen? Man tastet den schnellen Impuls ein paarmal ab und walzt das digital platt. So wie ich das sehe kommt man um einen puklse shaping Verstärker nicht drum rum. Aber ich kenne mich da zu wenig aus.
Gustl B. schrieb: > Aber wie kommt man jetzt eigentlich von dem schnellen kurzen > Peak zum Gauß? Mit einem Filter, das eine passende Impulsantwort hat. > Also ja, das wird plattgewalzt, aber ist das nur ein > Tiefpass? Im großen und ganzen, ja. -- Vielleicht auch ein Bandpass. > Kann man das auch digital machen? Selbstverständlich. > Man tastet den schnellen Impuls ein paarmal ab und walzt > das digital platt. Genauso macht es Amptek. > So wie ich das sehe kommt man um einen puklse shaping > Verstärker nicht drum rum. Vorsicht mit dem Begriffen. -- Das AmpTek-Paper, dass Johnny weiter oben verlinkt hat, ist ziemlich gut, das lohnt sich. Ich habe dort herausgelesen, dass es historisch bedingt mehrere unterschiedliche Wege gab, die Quasi-Dirac-Impulse des Detektors aufzubereiten. Technisch bedingt war bisher die Impulsaufbereitung weitgehend analog (Integratoren, Differenzierer, Laufzeitketten zur Puls- formung). Nach analoger Aufbereitung kann man mit relativ langsamen Wandlern digitalisieren. Wenn man schnell genug digitalisieren (und natürlich verarbeiten) kann, braucht man das alles nicht. Lies selbst nach.
Possetitjel schrieb: >> Also ja, das wird plattgewalzt, aber ist das nur ein >> Tiefpass? > > Im großen und ganzen, ja. -- Vielleicht auch ein Bandpass. Ach so. Nachtrag: Schätzungsweise wird das ein Filter höherer Ordnung, und möglicherweise muss man ein LC-Filter bzw. ein aktives RC-Filter verwenden, weil einzelne Stufen höhere Güte benötigen. Naja, und der Gauss-Impuls ist natürlich nur näherungsweise ein Gauss-Impuls.
OK, Danke. Naja im FPGA kann ich ein ziemlich gutes Filter bauen das da in Echtzeit das Signal plattwalzt. Ich frage mich nur, ob das tatsächlich etwas bringt. Ich meine, wenn ich den schnellen Impuls mit einigen Samples abtasten kann, so mit 50 z. B. und das dann digital plattwalze, bekomme ich da wirklich mehr Information? Also wenn ich die vielen Samples des plattgewalzten Impules aufsummiere, wird das wirklich genauer wie wenn ich nur die rohen Samples des schnellen Impules direkt aufsummiere? Ich würde ja sagen man sollte upsampling machen. Also ja, Tiefpass, aber auch die virtuelle Abtastrate deutlich erhöhen.
Gustl B. schrieb: > Naja im FPGA kann ich ein ziemlich gutes Filter bauen das da > in Echtzeit das Signal plattwalzt. Ich frage mich nur, ob das > tatsächlich etwas bringt. Entschuldige -- mir ist schon ganz schwindlich im Kopf, ich fühle mich schon wie eine Gebetsmühle: Nein, es bringt nichts! Wenn Du einen schnellen ADC und einen FPGA zur Aufbereitung nimmst, bringt es nichts. Das sage ich doch schon seit Tagen. > Ich meine, wenn ich den schnellen Impuls mit einigen Samples > abtasten kann, so mit 50 z. B. und das dann digital plattwalze, > bekomme ich da wirklich mehr Information? Nein! Natürlich nicht! Woher denn? > Also wenn ich die vielen Samples des plattgewalzten Impules > aufsummiere, wird das wirklich genauer wie wenn ich nur die > rohen Samples des schnellen Impules direkt aufsummiere? Nein. Warum sollte es? Mehr als erklären kann ich's doch wirklich nicht: Das Problem bestand zu früheren Zeiten darin, dass die FOLGEFREQUENZ der Detektorpulse niedrig genug war, um von langsamen, hoch- auflösenden ADCs bewältigt zu werden -- aber das Spektrum der EINZELPULSE war so breit (d.h. die Pulse war so kurz), dass die ADCs überfordert waren. Also hat man diverse analoge Techniken eingesetzt ("pulse shaping amplifier"), um das Spektrum der Einzelpulse weniger aggressiv zu machen. An Folgefrequenz und Pulsenergie ändert sich dadurch nichts Entscheidendes; nur die spektrale Verteilung wird besser. Wenn man ADCs hat, die schnell genug sind und hoch genug auflösen, braucht man das ganze Puls-Shaping-Geraffel nicht; ein Anti-Aliasing-Tiefpass ist alles, was notwendig ist. Wenn man aber nur eine Soundkarte im PC hat, ist man auf dem Stand, den die Industrie vor 30 Jahren hatte -- also nimmt man auch dieselbe Technik der analogen Impulsaufbereitung, die die Industrie vor 30 Jahren genommen hat!
Ok, verstanden. Jetzt kommt aber die Entscheidung ab wann es sinnvoll ist das direkt abzutasten ohne shaping Amplifier. Und das hängt auch von der Samplerate des ADCs ab. Gibt es da grobe Richtwerte oder müsste man das ausprobieren? Ich habe das noch nie versucht sondern bisher immer hinter dem shaping Amplifier aufsummiert. Generell gibt es dann noch die Frage von wo bis wo man aufsummiert. Also erkennt man irgendwie mit z. B. einer festen Schwelle Anfang und Ende des Impulses. Ich habe bisher einen gleitenden Mittelwert verwendet über so viele Samples wie die längsten Impulse lang sind. Und dann erkannt wenn dieser Mittelwert ein Maximum hat, das wurde dann als Impulsfläche ausgegeben. Ist auch problematisch die Nulllinie abzuziehen. Dafür habe ich einen sehr langen gleitenden Mittelwert der nur gefüllt wird wenn gerade kein Impuls da ist, der wird dann abgezogen.
Gustl B. schrieb: > Also ja, das wird plattgewalzt, aber ist das nur ein Tiefpass? > Kann man das auch digital machen? Man tastet den schnellen Impuls ein > paarmal ab und walzt das digital platt. Ja, kann man. Aber wozu? Wenn ich es schon korrekt digitalisiert habe, brauche ich das nicht mehr. Das plattwalzen dient doch einzig und allein dazu, es digitalisieren zu können. Gruß Jobst
Gut, das habe ich jetzt verstanden. Nun hat man bei den schnellen Impulsen aber nicht sehr viele Samples. Wie könnte man das genauer machen? Die kurzen Impulse haben doch schon sehr hohe Frequenzanteile.
Gustl B. schrieb: > Jetzt kommt aber die Entscheidung ab wann es sinnvoll > ist das direkt abzutasten ohne shaping Amplifier. Ich setzte voraus, dass Du den Anti-Aliasing-Tiefpass drinlässt in der Signalkette. > Und das hängt auch von der Samplerate des ADCs ab. Ja - aber das sind nur graduelle Unterschiede, keine prinzipiellen. Das muss eigentlich fast mit jeder Abtastrate funktionieren, wenn der Tiefpass davor passend dimensioniert ist. > Gibt es da grobe Richtwerte oder müsste man das ausprobieren? > Ich habe das noch nie versucht sondern bisher immer hinter > dem shaping Amplifier aufsummiert. Würde ich ausprobieren. Man müsste sich das Spektrum der Haifischflossen mal angucken und dann weiter entscheiden. > Generell gibt es dann noch die Frage von wo bis wo man > aufsummiert. Ja. Jetzt kommen wir zum sportlichen Teil der Sache... > Also erkennt man irgendwie mit z. B. einer festen Schwelle > Anfang und Ende des Impulses. Ich habe bisher einen gleitenden > Mittelwert verwendet über so viele Samples wie die längsten > Impulse lang sind. Und dann erkannt wenn dieser Mittelwert > ein Maximum hat, das wurde dann als Impulsfläche ausgegeben. Hihi... nicht schlecht. Du nutzt aus, dass Du die Länge der Impulsantwort kennst. Ich würde mir vorstellen, dass man das Vorwissen über die Impulsform (die ja im Prinzip konstant ist) auch irgendwie verwendet. Wahrscheinlich geht das überhaupt nur in mehreren Stufen: Erstmal unterscheiden "Puls oder Nulllinie"; Nulllinie muss rekonstruiert werden. Wenn Pulse erkannt: "Wieviele Impulse? Einer oder mehrere?" Im Prinzip müsste man die linearen Anstiege und die exponenziellen Abfälle explizit berücksichtigen, d.h. approximieren können. Ggf. funktioniert auch eine Kurzzeit-Kreuzkorrelation; das müsste sich im FPGA gut machen lassen. Was wie gut funktioniert, wird von den Störungen abhängen, die man noch so auf dem Signal hat. > Ist auch problematisch die Nulllinie abzuziehen. Dafür habe > ich einen sehr langen gleitenden Mittelwert der nur gefüllt > wird wenn gerade kein Impuls da ist, der wird dann abgezogen. Ja, das machen die analogen Puls-Shaping-Dinger auch nicht viel anders, soweit ich das verstanden habe.
Possetitjel schrieb: > Das muss eigentlich fast mit jeder Abtastrate funktionieren, > wenn der Tiefpass davor passend dimensioniert ist. Naja, mit dem Audio ADC geht es ja nicht, und je schneller ist vermutlich besser. Ich habe halt nicht beliebig schnell, sondern so um die 50MSamples/s. Possetitjel schrieb: > Ich würde mir vorstellen, dass man das Vorwissen über die > Impulsform (die ja im Prinzip konstant ist) auch irgendwie > verwendet. Ja, das machen die Leute bei FAST. Die fitten in den abgesampelten Gauß eine ideale Gaußkurve rein. Wie sie das im FPGA in Echtzeit machen weiß ich leider nicht. Aber die Ergebnisse sind super. Possetitjel schrieb: > Ggf. funktioniert auch eine Kurzzeit-Kreuzkorrelation; das > müsste sich im FPGA gut machen lassen. Davon habe ich keine Ahnung. Possetitjel schrieb: > Ich setzte voraus, dass Du den Anti-Aliasing-Tiefpass > drinlässt in der Signalkette. Natürlich. Edit: Hier eines der Geräte von FAST: https://www.fastcomtec.com/?id=147 Datenblatt: https://www.fastcomtec.com/ftp/manuals/mca4doc.pdf Wenn ich das richtig sehe, dann ist das "nur" ein USB Oszilloskop. Den Rest macht die Software. Und statt jetzt selber Platinen mit ADCs zu bauen, könnte man sich auch selber ein USB Oszilloskop kaufen, ein Picoscope z. B., die haben auch ein SDK. Ich habe das mal mit dem Agilent Oszi hier probiert, aber das kann keine hohen Zählraten. Also man kann triggern, dann die Daten am PC sehen, aber es dauert immer mehrere Sekunden bis es wieder triggern kann. Eigentlich will man ja auch keinen Trigger sondern alle Samples immer.
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Gustl B. schrieb: > Gut, das habe ich jetzt verstanden. Nun hat man bei den > schnellen Impulsen aber nicht sehr viele Samples. Was heißt "nicht sehr viele"? Bei 65MSps und 1µs Impulsdauer hast du 65 Samples. Das ist doch eine ganze Menge. > Wie könnte man das genauer machen? Dazu muss man erstmal wissen, was die "Genauigkeit" im Moment beschränkt. Vor der Therapie kommt die Diagnose. > Die kurzen Impulse haben doch schon sehr hohe Frequenzanteile. Du fängst ja an wie Johnny. Wenn AA-Tiefpass und ADC korrekt abgestimmt sind, haben die Impulse keine Frequenzanteile, die der ADC nicht bewältigt.
Possetitjel schrieb: >> Die kurzen Impulse haben doch schon sehr hohe Frequenzanteile. > > Du fängst ja an wie Johnny. > > Wenn AA-Tiefpass und ADC korrekt abgestimmt sind, haben die > Impulse keine Frequenzanteile, die der ADC nicht bewältigt. Ich bin halt kein Profi. Aber dann ist die Abtastrate doch fast wirlich egal und man könnte auch 1MSample/s nehmen. Ist dann zwar nur ein Wert, aber das ist ja durch das AA-Filter breitgewalzt. Also irgendwo ist da doch schon eine Grenze. Possetitjel schrieb: > Bei 65MSps und 1µs Impulsdauer hast du 65 Samples. Das > ist doch eine ganze Menge. Das weiß ich nicht so genau, muss ich mal mit dem Oszi angucken. Wir verwenden hier Germanium Detektoren, habe was von 100ns in Erinnerung. Possetitjel schrieb: > Dazu muss man erstmal wissen, was die "Genauigkeit" im > Moment beschränkt. > Vor der Therapie kommt die Diagnose. Das stimmt. Ich bin der Meinung man sollte möglichst bald, also möglichst weit vorne in der Signalkette digitalisieren wenn das geht, einfach weil dann die analogen Störungen weniger werden. Habe das aber noch nicht probiert.
Gustl B. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Ich würde mir vorstellen, dass man das Vorwissen über die >> Impulsform (die ja im Prinzip konstant ist) auch irgendwie >> verwendet. > > Ja, das machen die Leute bei FAST. Die fitten in den > abgesampelten Gauß eine ideale Gaußkurve rein. Wie sie das > im FPGA in Echtzeit machen weiß ich leider nicht. Aber die > Ergebnisse sind super. Klingt doch schon mal gut. > Possetitjel schrieb: >> Ggf. funktioniert auch eine Kurzzeit-Kreuzkorrelation; das >> müsste sich im FPGA gut machen lassen. > > Davon habe ich keine Ahnung. Wahrscheinlich verstehst Du davon mehr als ich :) Das läuft im Kern auf ein passendes FIR-Filter hinaus, also eine Produktsumme (Skalarprodukt). Der Korrelations- koeffizient ist letztlich nix anderes. Das Problem wird sein, die Numerik gegen allfällige Störungen im Messkanal abzuhärten. Für Approximation nach der Fehlerquadratmethode gibt es z.B. Algorithmen, die sich als Pipeline implementieren lassen. Aber, ja, für Leute mit Angst vor Numerik ist das nix... :) > Wenn ich das richtig sehe, dann ist das "nur" ein USB > Oszilloskop. Den Rest macht die Software. Und statt > jetzt selber Platinen mit ADCs zu bauen, könnte man > sich auch selber ein USB Oszilloskop kaufen, ein > Picoscope z. B., die haben auch ein SDK. Hmm.... Die Idee ist bestechend. Das einzige Problem liegt dann darin, die Datenflut kontinuierlich in den PC zu bekommen. Es gibt z.B. ein Picoscope mit 80MSps/20MHz/12Bit, damit könnte man mal 'rumspielen und die Auswertung testen. > Ich habe das mal mit dem Agilent Oszi hier probiert, > aber das kann keine hohen Zählraten. Also man kann > triggern, dann die Daten am PC sehen, aber es dauert > immer mehrere Sekunden bis es wieder triggern kann. > Eigentlich will man ja auch keinen Trigger sondern > alle Samples immer. Naja, das sind ja zwei Stufen: Erstmal die Mathematik verstehen und testen, und dann im zweiten Schritt alles in einen FPGA bringen, so dass das kontinuierlich läuft.
Possetitjel schrieb: > Wahrscheinlich verstehst Du davon mehr als ich :) > > Das läuft im Kern auf ein passendes FIR-Filter hinaus, > also eine Produktsumme (Skalarprodukt). Der Korrelations- > koeffizient ist letztlich nix anderes. > > Das Problem wird sein, die Numerik gegen allfällige > Störungen im Messkanal abzuhärten. > > Für Approximation nach der Fehlerquadratmethode gibt es > z.B. Algorithmen, die sich als Pipeline implementieren > lassen. Aber, ja, für Leute mit Angst vor Numerik ist > das nix... :) Ich bin nur Hobbymensch. Also sowas ist das, ok, FIR kenne ich, hab ich schonmal gemacht. Possetitjel schrieb: > Es gibt z.B. ein Picoscope mit 80MSps/20MHz/12Bit, damit > könnte man mal 'rumspielen und die Auswertung testen. Hm ... wenn man mehr Zeit hätte^^ Possetitjel schrieb: > Naja, das sind ja zwei Stufen: Erstmal die Mathematik > verstehen und testen, und dann im zweiten Schritt alles > in einen FPGA bringen, so dass das kontinuierlich läuft. Eine Idee wäre das irgendwie zu testen. Und zwar mal lange Zeit viele Impulse mit hoher Samplerate aufzunehmen und wegzuschreiben. Also mal ne Stunde mit ordentlich Zählrate. Und dann schreibt man verschiedene Software die das durchspielt und man guckt wo das beste Spektrum rauskommt. Das kann man alles schön in C machen. Denn das frisst irre Zeit sowas gleich mit FPGA zu machen oder zumindest mit den Werkzeugen zu simulieren.
Gustl B. schrieb: > Possetitjel schrieb: >>> Die kurzen Impulse haben doch schon sehr hohe >>> Frequenzanteile. >> >> Du fängst ja an wie Johnny. >> >> Wenn AA-Tiefpass und ADC korrekt abgestimmt sind, haben die >> Impulse keine Frequenzanteile, die der ADC nicht bewältigt. > > Ich bin halt kein Profi. > Aber dann ist die Abtastrate doch fast wirlich egal Na, genau das behaupte ich ja schon seit Tagen. > und man könnte auch 1MSample/s nehmen. Klar. > Ist dann zwar nur ein Wert, aber das ist ja durch das > AA-Filter breitgewalzt. Also irgendwo ist da doch schon > eine Grenze. Ach so. - Ich glaube, ich habe Dich bisher missverstanden. Natürlich sollten Amplitudenauflösung und Zeitauflösung des ADC in sinnvollem Verhältnis zueinander stehen -- und auch in sinnvollem Verhältnis zur Länge der Impulsantwort des Filters stehen. Zehn Samples würde ich schon gerne je Puls haben wollen, das wären dann 10µs Impulsantwort bei 1MSps. Allerdings braucht man dann auch eine sehr gute Auswertung. Mehr Samples je Detektorpuls vereinfachen die Sache natürlich, aber über 100 halte ich für Übertreibung. > Possetitjel schrieb: >> Bei 65MSps und 1µs Impulsdauer hast du 65 Samples. Das >> ist doch eine ganze Menge. > > Das weiß ich nicht so genau, muss ich mal mit dem Oszi > angucken. Wir verwenden hier Germanium Detektoren, habe > was von 100ns in Erinnerung. Die gesamte Haifischflosse? Das wäre natürlich SEHR kurz. > Possetitjel schrieb: >> Dazu muss man erstmal wissen, was die "Genauigkeit" im >> Moment beschränkt. >> Vor der Therapie kommt die Diagnose. > > Das stimmt. Ich bin der Meinung man sollte möglichst > bald, also möglichst weit vorne in der Signalkette > digitalisieren Das würde ich nicht in dieser Form unterschreiben. > wenn das geht, einfach weil dann die analogen Störungen > weniger werden. Das kann man auch durch eine sachgerecht ausgelegte analoge Schaltung erreichen :) Signaltransformation, die sich durch lineare Systeme im Frequenzbereich machen lässt (verstärken, filtern), kann man analog sehr gut und mit relativ wenig Aufwand machen. Frequenzumsetzung (Mischung) geht auch noch gut, wenn da Bedarf besteht. Nichtlineares Zeug im Zeitbereich geht analog nur beschissen; das will man digital machen. Die ganze Signalauswertung überlässt man also besser einem µC bzw. einem FPGA.
Gustl B. schrieb: > Eine Idee wäre das irgendwie zu testen. Und zwar mal lange > Zeit viele Impulse mit hoher Samplerate aufzunehmen und > wegzuschreiben. Also mal ne Stunde mit ordentlich Zählrate. Da sehe ich zwei Probleme: Selbst nur 50MSps/8Bit sind schon 50 MByte/s. Geht das irgendwie zuverlässig über USB2? Zum anderen ist die Datei für eine Stunde 180GByte groß. Für einen selbst zu Hause kein Problem -- aber teilen über das Netz ist nicht mehr so ganz trivial. > Und dann schreibt man verschiedene Software die das > durchspielt und man guckt wo das beste Spektrum rauskommt. > Das kann man alles schön in C machen. Genau. So kann man auch simulieren, wie man die Pulse über eine Soundkarte bekommt :) > Denn das frisst irre Zeit sowas gleich mit FPGA zu machen > oder zumindest mit den Werkzeugen zu simulieren. Ja... das hat keinen Sinn.
Possetitjel schrieb: > Natürlich sollten Amplitudenauflösung und Zeitauflösung > des ADC in sinnvollem Verhältnis zueinander stehen -- und > auch in sinnvollem Verhältnis zur Länge der Impulsantwort > des Filters stehen. > > Zehn Samples würde ich schon gerne je Puls haben wollen, > das wären dann 10µs Impulsantwort bei 1MSps. Allerdings > braucht man dann auch eine sehr gute Auswertung. > Mehr Samples je Detektorpuls vereinfachen die Sache > natürlich, aber über 100 halte ich für Übertreibung. OK, sehe ich auch so. Passt. Possetitjel schrieb: > Die gesamte Haifischflosse? Das wäre natürlich SEHR kurz. Hm, ich hab das jetzt mal nachgemessen, einmal das Signal nach dem Vorverstärker und einmal nach dem shaping Verstärker. In der Tat, das ist alles sehr gemütlich. Aber leider komme ich nicht so einfach an das Signal vor dem Vorverstärker dran. Der sitzt direkt am Detektor. So finde ich das sogar krass lang. Aber gut, was macht man jetzt mit der Flosse wenn man die digitalisiert hat? Um dieses Pileup zu verhindern müsste man das doch hochpass filtern, also insgesamt wohl ein Bandpass. Possetitjel schrieb: > Da sehe ich zwei Probleme: Selbst nur 50MSps/8Bit sind > schon 50 MByte/s. Geht das irgendwie zuverlässig über USB2? Nein. Aber 20MSps@12 Bit. Possetitjel schrieb: > Zum anderen ist die Datei für eine Stunde 180GByte groß. Das stimmt. Man müsste halt die Pausen rauswerfen wo kein Impuls drinnen ist. Possetitjel schrieb: > Genau. > So kann man auch simulieren, wie man die Pulse über eine > Soundkarte bekommt :) Klar, wenn man das will. Sind denn Soundkarten mal abgesehen von der Samplerate überhaupt geeignet? Wobei ... wenn man Pileup von den Flossen verhindern will könnte man das doch auch AC-gekoppelt aufnehmen. Also einen analogen Bandpass vor dem ADC. Ich hätte hier noch 5MSps@16Bit ADCs ... mal gucken.
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Jobst M. schrieb: > Gustl B. schrieb: >> Also ja, das wird plattgewalzt, aber ist das nur ein Tiefpass? >> Kann man das auch digital machen? Man tastet den schnellen Impuls ein >> paarmal ab und walzt das digital platt. > > Ja, kann man. Aber wozu? > Wenn ich es schon korrekt digitalisiert habe, brauche ich das nicht > mehr. Das plattwalzen dient doch einzig und allein dazu, es > digitalisieren zu können. Ich werd so langsam BÖSE! Warum weigert ihr euch denn bloß so vehement, die Sache VERSTEHEN zu wollen? Nochmal: 1. In einem Detektor werden vom zu detektierenden Teilchen Ladungspaare freigesetzt. Genauer gesagt: in dem aktiven Volumen des Detektors.. 2. Diese Ladungspaare werden per elektrischem Feld abgesaugt (Prinzip der in Sperrichtung vorgespannten Diode) und erzeugen am Detektor-Ausgang einen Stromimpuls. Bei Vervielfachern ist dieser eben ein Vielfaches der originalen Ladungspaare. 3. Der Stromimpuls entspricht der Anzahl der Ladungsgpaare und damit der gehabten Wechselwirkung. Er ist nur in grober Näherung ein Dirac. Tatsächlich hängt seine jeweilige Form davon ab, was das für ein Detektormaterial ist, wo das Teilchen da durchgesaust ist, wie groß (mechanisch) das Detektorvolumen ist und wie schnell die Ladungspaare abgesaugt werden (also wie hoch das E-Feld im Detektorvolumen ist). Mit schöner Regelmäßigkeit ist also die Form des Stromimpulses eher häßlich und er ist bei guten Detektoren recht kurz, so im Bereich um die 10 Nanosekunden etwa. 4. Vom Stromimpuls hat man erstmal garnix, man muß ihn integrieren, um daraus eine Spannung zu erzeugen, die proportional zu der Anzahl der Ladungen ist, aus denen der Stromimpuls bestanden hat - DAS IST HIER EIGENTLICH DIE WICHTIGSTE ERKENNTNIS! Deshalb schwafeln einige Autoren auch vom "ladungsempfindlichen" Vorverstärker. 5. Je größer man die Integrations-Zeitkonstante macht, desto mickriger wird die erzielte Endspannung, auf die es ja ankommt. Also sollte man den Integrator so schnell machen, wie möglich. Das "wie möglich" hängt davon ab, was für Wechselwirkungs-Energien man überhaupt erfassen will, ohne den Meßtrakt zu übersteuern. Ein Integrator für 0..1 MeV sieht halt anders aus als einer für 0..50 MeV. Das ist ne Frage des "Skalenendwertes" sozusagen. 6. Natürlich muß man auch differenzieren, also das Integrator-Ausgangssignal wieder abklingen lassen oder per Logik auf 0 zurückstellen, sonst landet man ja unweigerlich im Überlauf. Die Zeit für das Abklingen/Zurückstellen sollte man so kurz wählen, daß die Meßeinrichtung möglichst sofort nach dem Erfassen der Integratorspannung per ADC wieder meßbereit ist. Damit minimiert man das Pile-Up bei höheren Ereignisraten. 7. Bei alldem ist eigentlich gar kein Platz für irgend ein mutwilliges Plattwalzen und dergleichen vorhanden. Das kommt nur aus dem Bemühen, das Ganze auf Soundkarten-Niveau herunter zu pressen. 8. Ebenso ist es wenig sinnvoll, mit gewaltiger Samplerate irgendwas abtasten zu wollen. Was denn? Den eigentlichen Stromimpuls etwa? und wenn, wie? Das ist Mumpitz, denn erstens ist dessen Form sowohl EGAL als auch nicht wirklich vorhersagbar und zweitens kommt es auf dessen Form auch garnicht an, denn interessant ist nur die Fläche unter ihm, also die Anzahl der aus dem Detektor herausgespiener Ladungen. Die sind das Maß dessen, was man erfassen will. So, kriegen wir es jetzt auf die Reihe? (und der TO hat sich wohl ausgeklinkt..) W.S.
W.S. schrieb: > Ich werd so langsam BÖSE! Auf mich!? =-O Wir ziehen doch in eine Richtung - oder was stört Dich? Ich bin doch auch gegen das unnötige plattwalzen des Impulses und habe das dort auch geschrieben. Gruß Jobst
W.S. schrieb: > 5. Je größer man die Integrations-Zeitkonstante macht, desto mickriger > wird die erzielte Endspannung, auf die es ja ankommt. Also sollte man > den Integrator so schnell machen, wie möglich. Das "wie möglich" hängt > davon ab, was für Wechselwirkungs-Energien man überhaupt erfassen will, > ohne den Meßtrakt zu übersteuern. Ein Integrator für 0..1 MeV sieht halt > anders aus als einer für 0..50 MeV. Das ist ne Frage des > "Skalenendwertes" sozusagen. 0-3 MeV reicht mir. Alles darüber erfassen keine Standart-Detektoren und die Chance das man im Bereich >3 MeV etwas antrifft ist auch relativ klein. Meine Isotopenliste ended bei 2.8keV :) Possetitjel schrieb: > Und: Könntest Du ein reales WAV-File hier zum Spielen > zur Verfügung stellen? Ein Schnipsel 44kHz/16bit, 1sec, > wäre ausreichend. Ein paar Zerfälle sollten aber schon > enthalten sein... :) Anbei 3 WAVS bgk10s : Hintergrundstrahlung 10s lang, ca 6imp/s am241_10s: Americum 241 quelle, 10s lang, zeigt vorallem energien im Niederengeriebereich (0-100keV) lantern_10s: Gaslaternenmantel, 10s lang, zeigt energieen von 0-2600kev (mit Glück) Aufgenommen mit Audacity mit den selben einstellungen wie ich zur Spektrometrie benutze (48khz, 16bit, Pegel 1) > Gustl B. schrieb: > Da sehe ich zwei Probleme: Selbst nur 50MSps/8Bit sind > schon 50 MByte/s. Geht das irgendwie zuverlässig über USB2? Ob das nötig ist? Um mit 50Msps zu arbeiten, braucht es eh einen MCU vor dem USB, somit kann man ja dem USB nur die erfassten Pulse mitteilen, das sind bedeutend weniger. Ich behaupte mehr als 30k Imp/s werde ich nie sehen. Fraglich ist auch, ob man überhaupt mit 50Msps dauerhaft sampeln muss bzw. die Daten erfassen. Es gibt ja viel Totzeit. Evenutell könnte man ja was bauen, was den Puls digital erfasst, ebenfalls etwas was den Puls nur kurz verzögert, so das man mit dem Ursprünglichen Puls einen GPIO befüttert, sobald dieser HIGH ist, wird für zb. 20uS gesampelt. Das würde natürlich bedeuten das man den Puls um die Zeit verzögern muss die der MCU benötigt um den GPIO zu erfassen und das "Messprogramm" zu starten. Des weiteren möchte ich jetzt auf JEDENFALL den Weg gehen, den Audioeingang zu simulieren, also die Pulse mit einem MCU zu erfassen, und dann per USB einen Audioimpuls zu erzeugen. Ähnlich wie Amptec das im DP5 macht. Das hat vorallem den vorteil das die ganze Sache dann auch mobil wäre, da man die Werte auf SD speichern könnte, und dann sehr schnell "abspielen" zu lassen. 5 Stunden lange WAV's mit 10 imp/s wären dann geschickte, da man das ganze ja auch mit einer höhrern Frequenz senden kann. Wie schnell muss ein MCU denn sein, das er zb. 50Msps auswerten kann? Ein STM32 kommt zb. auf 200MHz, reicht das?
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Johnny S. schrieb: > Evenutell könnte man ja was bauen, was den Puls digital erfasst, > ebenfalls etwas was den Puls nur kurz verzögert, so das man mit dem > Ursprünglichen Puls einen GPIO befüttert, sobald dieser HIGH ist, wird > für zb. 20uS gesampelt. Das würde natürlich bedeuten das man den Puls um > die Zeit verzögern muss die der MCU benötigt um den GPIO zu erfassen und > das "Messprogramm" zu starten. Ganz genau. Das ist die klassische "Sample&Hold" Stufe. Und die kann aus einem Integrierer mit Reset durch die MCU bestehen. D.h. der Puls wird nicht "verzögert", sondern integriert, und das Ergebnis der Integration wird solange gehalten, bis die MCU gesampelt hat.
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ADC's mit hoher Geschwindikeit sind ja auch kein schnäppchen... Analog Devices will für einen 80Mspsp 16bit über 100$ ... Aber naja, wird ja wohl auch seine Qualität haben.
Johnny S. schrieb: > Ob das nötig ist? Um mit 50Msps zu arbeiten, braucht es eh einen MCU vor > dem USB, somit kann man ja dem USB nur die erfassten Pulse mitteilen, > das sind bedeutend weniger. Ich behaupte mehr als 30k Imp/s werde ich > nie sehen. Ja, genau. Ich erwende hinter dem ADC einen FPGA in dem das alles erledigt wird, der gibt dann nurnoch die Impulsflächen zusammen mit einem Zeitstempel aus. Zeitstempel sind ziemlich cool, weil man dann in Zerfallsreihen filtern kann. Also man weiß, dass $ Zeit nach einem Zerfall A mit $ Energie ein weiterer Zerfall B kommt. Man kann also Spektren rechnen aus so einer "Zeitreihe" wie wir sie nennen, in der nur die Zerfälle B drinnen sind. Dazu muss die Zeit insgesamt nicht sehr genau sein, also wenn das ab Messbeginn ein paar Sekunden driftet ist das OK, solange die Zeiten zwischen zwei Impulsen genau sind. Ich gebe da einfach den Stand eines Zählers aus der mit dem 100MHz Takt läuft. W.S. schrieb: > Ich werd so langsam BÖSE! Warum weigert ihr euch denn bloß so vehement, > die Sache VERSTEHEN zu wollen? Auf mich? Wegen dem platt walzen? Klingt es besser wenn ich bandpass filtern sage? Diese Impulse, also nicht die Gaußförmigen, sondern diese Haifischflossen, ja, die kann man direkt abtasten, aber was dann? Die sind ja doch eher lang und es gibt Pileup. Um das Problem mit der Nullinie zu lösen würde ich dieses Signal mit dem ADC abtasten, digital bandpass filtern und danach hat man dann Impulse die sich nichtmehr überlagern auf einer schönen Nullinie so dass man die Impulsflächen durch Aufsummieren der Samples bestimmen kann. Nur, zu langsam darf man das nicht abtasten weil man dann zu wenige Samples je Haifischflosse hat und zu schnell bring vermutlich auch kaum etwas.
Würde denn z.b. dieser ADC etwas taugen? http://www.farnell.com/datasheets/2253054.pdf?_ga=2.38205729.36369124.1503318832-771910017.1491555030 Er hat zwar 80MSPS und leider nur 14 bit, wäre aber im vergleich der günstigste (50.-) Oder dann doch lieber zb. diesen? http://www.farnell.com/datasheets/2253056.pdf?_ga=2.47157285.36369124.1503318832-771910017.1491555030 Der hätte 105MSPS,16bit, kostet dafür aber auch 90.- Mit Standartinterface habe ich nur diesen gefunden http://www.farnell.com/datasheets/2334127.pdf?_ga=2.51696939.36369124.1503318832-771910017.1491555030 Der kann SPI, alle anderen scheinen nur so sonderbares LVDS und JEDES zu können. SPI wäre natürlich schon schön... Kann mir jemand eine Anleitung/Appnote wo beschrieben wir wie man sowas auswertet?
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Nun, die Frage ist natürlich wie schnell es sein muss und wieviele Bits Auflösung man braucht. Ich bin mir da nicht so sicher ... und werde mal mit einem 5MSample/s rumspielen.
Gustl B. schrieb: > Nun, die Frage ist natürlich wie schnell es sein muss und wieviele Bits > Auflösung man braucht. Ich bin mir da nicht so sicher ... und werde mal > mit einem 5MSample/s rumspielen. Also 12 sicherlich, denn 12bit gibt 4049 Werte. Ein Engergiebereich von 0-3000keV gibt ja 3000 Werte, also sind 10bit mit 1024Werten zu wenig. Also vermutlich 14 oder 16bit
Nun man berechnet ja eine Fläche. Sagen wir der Impuls hat eine Dauer von 10us und du tastest mit 10MSample/s bei 8 Bit ab und addierst die Samples zusammen. Das sind 10*10 Samples und 8 Bit, also benötigt man schon 17Bits um den Wert der Impulsfläche zu speichern. Vermutlich nur 15 oder 16 Bits weil der Impuls nur bei wenigen Samples große Samplewerte liefert.
Johnny S. schrieb: > Oder dann doch lieber zb. diesen? > > http://www.farnell.com/datasheets/2253056.pdf?_ga=2.47157285.36369124.1503318832-771910017.1491555030 > > Der hätte 105MSPS,16bit, kostet dafür aber auch 90.- Je blutiger der Laie, desto schlimmer die Übertreibung. Bitte nicht übelnehmen, aber das ist wirklich WEIT übertrieben. Bei Reichelt gibt es dem ADS830, der hat 60MSps bei 8 bit. Kostenpunkt sind ungefähr 5 Euro. Gustls Rechnung ist von der Grundidee her schon korrekt: Wenn Du einen Puls mit z.B. 100 Samples zu je 8 Bit erfasst, dann brauchst Du mindestens 15 Bit, um die Summe (=Fläche) korrekt darzustellen. Nun ist Auflösung nicht automatisch auch Genauigkeit, aber von wenigstens 3..4 zusätzlichen Bit würde ich schon ausgehen.
Johnny S. schrieb: > also sind 10bit mit 1024Werten zu wenig. Nein. Einen Detektorpuls tastest Du mit viel mehr als nur einem Sample ab, entsprechend wächst auch die Auflösung.
Johnny S. schrieb: > Der kann SPI, alle anderen scheinen nur so sonderbares > LVDS und JEDES zu können. SPI wäre natürlich schon schön... Rechne doch einfach mal nach. 100MSps bei 16bit ergibt 200MByte/s, das sind 1.6GBit/s. Wie willst Du diese Flut über SPI wegschaffen?
Der oben genannte ADC mit SPI nutzt das SPI auch nur zur Konfiguration. Über SPI kommt man auch bei diesem ADC nicht an die Sampledaten, die werden über das parallele Interface ausgegeben. Wenn es SPI sein soll könnte man den hier nehmen: http://www.farnell.com/datasheets/1780600.pdf?_ga=1.137554163.274101563.1469182007 Viel schneller als 5MSamples/s gibt es nicht mit SPI.
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Possetitjel schrieb: > Johnny S. schrieb: > >> also sind 10bit mit 1024Werten zu wenig. > > Nein. > > Einen Detektorpuls tastest Du mit viel mehr als nur einem > Sample ab, entsprechend wächst auch die Auflösung. Ich verstehs wohl immer noch nicht... Selbst wenn man mit mehreren Samples misst, den absoluten Spitzenwert muss man doch trotzdem erfassen können oder nicht? Die Spannung spielt doch auch bei der Fläche eine Rolle oder nicht? Wenn ich nun zwei Impulse habe, einen mit 1650mV höhe, und einen mit 1661mV höhe, sieht das doch für einen 8bit ADC gleich aus, da dieser nur 13mV Differenz überhaupt registriert. Also zb. alles zwischen 13mV und 26mV würde als 00 00 00 01 ausgegeben werden? Ab 26mV dann 00 00 00 10 Und die 8bit sind ja fix von der Referenzspannung aus gesehen. Nimmt man zb. 3.3V sind 3300mV / 255 werte = maximale genauigkeit von 13mV (ohne Fehler natürlich). Kannst du mir kurz und einfach erklären wie es möglich ist mit 8bit eine Spannung zu messen welche eine höhere Auflösung als 8bit hat?
Johnny S. schrieb: > Kannst du mir kurz und einfach erklären wie es möglich ist mit 8bit eine > Spannung zu messen welche eine höhere Auflösung als 8bit hat? Durch Mittelung. Wenn das bit 10x hi und 30x lo ist, ist das im Mittel 1/4 bit.
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Johnny S. schrieb: > Kannst du mir kurz und einfach erklären wie es möglich > ist mit 8bit eine Spannung zu messen welche eine höhere > Auflösung als 8bit hat? Ich will's bei Gelegenheit versuchen; kann aber paar Tage dauern. P.S.: Danke für die WAV-Files.
Hm ... ich versuche das gerade mit Python zu simulieren. Also ich generiere mir ein passendes Signal und werfe das dann durch einen Bandpass den ich als FIR Filter geschrieben habe. Rauskommen leider (war auch offensichtlich) keine gaußförmigen Impulse, sondern bipolare Impulse. Wie kommt man denn von dieser Haifischflosse zu einem schönen gaußförmigen Impuls? Selbst damit das schöne bipolare Impulse werden braucht man ein extrem schmalbandiges Filter. Oder wie kommt man von bipolaren Impulsen zu unipolaren?
W.S. schrieb: > Ich werd so langsam BÖSE! Warum weigert ihr euch denn > bloß so vehement, die Sache VERSTEHEN zu wollen? Hat das einen guten Grund, dass Du hier so herumschnautzt? > Mit schöner Regelmäßigkeit ist also die Form des Stromimpulses > eher häßlich und er ist bei guten Detektoren recht kurz, so > im Bereich um die 10 Nanosekunden etwa. Kann also für unsere Zwecke mit guter Näherung als Dirac-Puls (bzw. als sehr schmales Rechteck) angesehen werden. > 4. Vom Stromimpuls hat man erstmal garnix, man muß ihn > integrieren, um daraus eine Spannung zu erzeugen, die > proportional zu der Anzahl der Ladungen ist, aus denen > der Stromimpuls bestanden hat - DAS IST HIER EIGENTLICH > DIE WICHTIGSTE ERKENNTNIS! Richtig, aber unvollständig: Man muss das BESTIMMTE INTEGRAL über die Pulsfläche bestimmen. Vom unbestimmten Integral, wie es aus einem analogen Integrator herausfällt, hat man gar nix. Das ist eine Treppenspannung. > 5. Je größer man die Integrations-Zeitkonstante macht, > desto mickriger wird die erzielte Endspannung, auf die > es ja ankommt. Stopp! Man KANN einen analogen Integrator verwenden - der dann erstmal ein UNBESTIMMTES Integral bestimmt und dadurch einen Haufen Probleme versursacht. Man KANN das tun, ja - aber man MUSS NICHT. > Also sollte man den Integrator so schnell machen, wie möglich. Quark. Der Integrator integriert einfach. > 6. Natürlich muß man auch differenzieren, Nein. Das hat nicht mit "differenzieren" zu tun, sondern mit dem Festlegen der Integrationsgrenzen, wie das bei einem bestimmten Integral (=Fläche) halt notwendig ist. > also das Integrator-Ausgangssignal wieder abklingen lassen > oder per Logik auf 0 zurückstellen, Richtig. Diese Hilfskrücke ist notwendig, weil man klassisch einen Integrator weit vorn in der Signalkette verwendet, und das wiederum war notwendig, weil man zwar hoch auflösende ADCs hatte, aber keine hinreichend schnellen. Also hat man einen Teil der Mathematik analog erledigt. Wenn man ADCs hat, die sowohl hinreichend schnell sind als auch hinreichend hoch auflösen -- warum sollte man sich den Murx mit dem Integrator antun? > 7. Bei alldem ist eigentlich gar kein Platz für irgend > ein mutwilliges Plattwalzen und dergleichen vorhanden. > Das kommt nur aus dem Bemühen, das Ganze auf Soundkarten- > Niveau herunter zu pressen. Im Gegenteil, Herr Geheimrat. Das Verwenden eines Integrators ist geradezu die höchst- mögliche Steigerung des Plattwalzens. Und das "Soundkarten-Niveau" war das Top-Industrieniveau vor 20 Jahren. > 8. Ebenso ist es wenig sinnvoll, mit gewaltiger Samplerate > irgendwas abtasten zu wollen. Was denn? Den eigentlichen > Stromimpuls etwa? und wenn, wie? Nein - den Puls, der aus der Laufzeitkette zur Pulsformung herauskommt. Wer begriffen hat, wie ein ballistisches Pendel funktioniert, sollte auch verstehen können, wie man die Fläche des Detektorimpulses bestimmt, ohne einen geschalteten Integrator zu verwenden. > Das ist Mumpitz, denn erstens ist dessen Form sowohl EGAL > als auch nicht wirklich vorhersagbar und zweitens kommt es > auf dessen Form auch garnicht an, denn interessant ist nur > die Fläche unter ihm, also die Anzahl der aus dem Detektor > herausgespiener Ladungen. Genau. Deswegen bestimmt die diese Fläche, also das bestimmte Integral. Aber man macht das digital, weil man so eine digitale Rechenmimik verwenden kann, um die Integrationsgrenzen festzustellen. Das umgeht das ganze Gemurxe mit geschalteten Integratoren, Pile-up und solchen Dingen. > So, kriegen wir es jetzt auf die Reihe? Ja, sag' Du's mir.
Hier steht einiges drinnen: http://www.dnp.fmph.uniba.sk/~kollar/je_w/el2.htm Auch Schaltungen, aber ich habe keine Ahnung wie man das digital nachbauen kann. Mit normalen Filtern wie FIR komme ich nicht auf unipolare Impulse. Hab man Bilder rangehangen, das ist schon ein sehr schmalbandiges Filter.
Gustl B. schrieb: > Hm ... ich versuche das gerade mit Python zu simulieren. > Also ich generiere mir ein passendes Signal und werfe > das dann durch einen Bandpass den ich als FIR Filter > geschrieben habe. Hmm. Wenn das ein unipolarer Puls bleiben soll, darfst Du keinen Bandpass nehmen, sondern musst beim Tiefpass bleiben. Beim Bandpass muss der Gleichanteil ja verschwinden. > Rauskommen leider (war auch offensichtlich) keine > gaußförmigen Impulse, sondern bipolare Impulse. Logo. > Wie kommt man denn von dieser Haifischflosse zu einem > schönen gaußförmigen Impuls? Ja... darin liegt die Kunst :) Im Prinzip ist die genaue Pulsform aber auch völlig wurscht. Die Flanken sollten nicht zu steil und die Halbwertsbreite nicht zu klein sein. Ob der Puls symmetrisch ist oder nicht, ist eigentlich völlig wumpe. > Selbst damit das schöne bipolare Impulse werden braucht > man ein extrem schmalbandiges Filter. Klar. Wenn Du Dir Impulsdauer T wünschst, sollte die Grenzfrequenz irgendwo bei 1/T liegen -- schieße ich jetzt mal aus der Hüfte. (Da fehlt noch ein Faktor "2" -- ich weiss aber gerade nicht, ob oben oder unten :) > Oder wie kommt man von bipolaren Impulsen zu unipolaren? Keine Bandpass nehmen, sondern einen Tiefpass.
Possetitjel schrieb: > Beim Bandpass muss der Gleichanteil ja verschwinden. Tatsache. Aber damit ich kein Pileup habe muss ich den doch entfernen oder? Possetitjel schrieb: > Im Prinzip ist die genaue Pulsform aber auch völlig wurscht. > Die Flanken sollten nicht zu steil und die Halbwertsbreite > nicht zu klein sein. Ob der Puls symmetrisch ist oder nicht, > ist eigentlich völlig wumpe. Ja. Nur will ich ja für die Fläche Samples aufsummieren am Ende. Das geht bei unipolaren Impulsen halt schön, bei bipolaren Impulsen muss man die Differenzen zur Nullinie aufsummieren. Nun, mit Tiefpass wird es zwar einigermaßen unipolar, aber natürlich nicht perfekt. Sieht ziemlich schwer das das gut hinzubekommen.
Gustl B. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Beim Bandpass muss der Gleichanteil ja verschwinden. > > Tatsache. :) > Aber damit ich kein Pileup habe muss ich den doch > entfernen oder? Hmm. Nee. Eine teilweise Überlappung der Pulse kann man sowieso nicht hundertprozentig vermeiden. Es besteht halt eine gewisse Wahrscheinlichkeit dafür, dass das passiert. Das muss man bei der Auswertung berücksichtigen. Was man aber erreichen kann, ist eine im Rahmen der zur Verfügung stehenden analogen Bandbreite möglichst kurze Pulslänge, damit eben die Wahrscheinlichkeit für Überlappungen möglichst gering wird. Da ist der Gauß-Impuls gut, aber im Prinzip ist das nicht so extrem kritisch. Ein Cosinus-Quadrat-Impuls täte es vermutlich auch... > Possetitjel schrieb: >> Im Prinzip ist die genaue Pulsform aber auch völlig wurscht. >> Die Flanken sollten nicht zu steil und die Halbwertsbreite >> nicht zu klein sein. Ob der Puls symmetrisch ist oder nicht, >> ist eigentlich völlig wumpe. > > Ja. Nur will ich ja für die Fläche Samples aufsummieren > am Ende. Das geht bei unipolaren Impulsen halt schön, > bei bipolaren Impulsen muss man die Differenzen zur Nullinie > aufsummieren. Missverständnis. Mit "symmetrisch" meinte ich den Zeitverlauf, also ob Anstieg und Abfall gleich aussehen. Wenn das nicht exakt der Fall ist, ist das eigentlich auch egal. Unipolarer Puls ist natürlich wünschenswert wegen der Auswertung. > Nun, mit Tiefpass wird es zwar einigermaßen unipolar, aber > natürlich nicht perfekt. Sieht ziemlich schwer das das gut > hinzubekommen. Spiele gerade mit "OO-Calc" herum. Ist ganz witzig, die Kurven mit FIR-Filtern zu verbeulen...
Ok, verstanden. Eigentlich sind sogar bipolare Impulse gut auswertbar, also aufsummierbar wenn man nichtmehr im Analogen ist. Sprich wenn man die Haiflosse mit einem schmalen Bandpsss digital filtert bekommt man Bipolar, hat aber kein/kaum Pileup und ist im Digitalen. Da hatt man dann eine schöne Nulllinie und muss nur die Beträge der Samples aufaddieren. Ich finde das OK. Nur braucht man einen echt schmalen Bandpass und das braucht dann viele Multiplizierer im FPGA. Vielleicht wäre es da besser die Samples vom ADC zum PC zu streamen und das dort in Software zu rechnen.
Gustl B. schrieb: > Eigentlich sind sogar bipolare Impulse gut auswertbar, > also aufsummierbar wenn man nichtmehr im Analogen ist. > Sprich wenn man die Haiflosse mit einem schmalen Bandpsss > digital filtert bekommt man Bipolar, hat aber kein/kaum > Pileup und ist im Digitalen. Da hatt man dann eine schöne > Nulllinie Ach so. - Ich habe Dich missverstanden. Rekonstruktion der richtigen Nulllinie ist natürlich ein Thema; dass geht bei bipolaren Pulsen besser. Die Idee kam mir weiter oben auch schon. Unter "pile-up" habe ich bisher verstanden, dass sich die Impulse teilweise überlappen. Das ist rein analog natürlich sehr schlecht zu beherrschen, aber das wird ja um so seltener, je kürzer die Pulse werden. > und muss nur die Beträge der Samples aufaddieren. Ich finde > das OK. Ja. > Nur braucht man einen echt schmalen Bandpass Ja. > und das braucht dann viele Multiplizierer im FPGA. Wahrscheinlich verstehe ich Deine Absicht bzw. Dein Gesamtkonzept nicht, aber ich kann Dir nicht folgen. Wenn Du so schnell digitalisierst, dass Du die Haifischflosse exakt in den FPGA bekommst, dann musst Du im Prinzip überhaupt keine Pulsformung mehr machen. Welchen Vorteil sollte es bringen, digital mit einer Gauß-Glocke statt einer Haifisch- flosse zu rechnen? Der CPU bzw. dem FPGA ist doch völlig egal, wie die Kurve aussehen würde, die in dem Zahlenfriedhof steckt. Pulsformung ist meiner Ansicht nach primär VOR dem ADC sinnvoll: Man baut analog ein Filter mit passender Impulsantwort, das den Detektorpuls auf eine akzeptable Länge von vielleicht 1µs bringt. Wenn man auf diesen 1µs-Impuls mit 60MSps losgeht, gibt das 60 Samples. Bequem auswertbar. > Vielleicht wäre es da besser die Samples vom ADC zum PC zu > streamen und das dort in Software zu rechnen. Ich glaube, dass dem PC bei diesen Aufgaben die Puste eher ausgeht als einem FPGA.
Possetitjel schrieb: > Wahrscheinlich verstehe ich Deine Absicht bzw. Dein > Gesamtkonzept nicht, aber ich kann Dir nicht folgen. > > Wenn Du so schnell digitalisierst, dass Du die Haifischflosse > exakt in den FPGA bekommst, dann musst Du im Prinzip überhaupt > keine Pulsformung mehr machen. Welchen Vorteil sollte es > bringen, digital mit einer Gauß-Glocke statt einer Haifisch- > flosse zu rechnen? Der CPU bzw. dem FPGA ist doch völlig > egal, wie die Kurve aussehen würde, die in dem Zahlenfriedhof > steckt. Weil man die Flossen schlecht auswerten kann. Da findet eben Pileup statt. Wenn ich die aber bandpass filtere, wird das zu einem zeitlich deutlich kürzeren bipolaren Impuls mit definierter Nulllinie. Ausserdem ist hochfrequentes Rauschen dann auch weg. Possetitjel schrieb: > Pulsformung ist meiner Ansicht nach primär VOR dem ADC sinnvoll: > Man baut analog ein Filter mit passender Impulsantwort, das den > Detektorpuls auf eine akzeptable Länge von vielleicht 1µs > bringt. Wenn man auf diesen 1µs-Impuls mit 60MSps losgeht, gibt > das 60 Samples. Bequem auswertbar. Ja das wäre schick, aber vor dem ADC habe ich bisher den shaping Verstärker und davor nurnoch den Detektor samt Vorverstärker. Und da kommen diese langen Flossen raus, leider sehrviel länger als 1µs. Ich weiß nicht ob ich irgendwie zwischen Detektor und Vorverstärker rankomme, das ist direkt zusammengebaut und vielleicht auch im Vakuum. Ein analoger sehr schmaler Bandpass ist aber auch nicht einfach. Possetitjel schrieb: > Ich glaube, dass dem PC bei diesen Aufgaben die Puste eher > ausgeht als einem FPGA. Der PC kann die Multiplikationen nacheinander machen weil der sehrviel höher taktet. Aber weiß auch nicht was geeigneter ist.
Gustl B. schrieb: > Und dann gibt es noch den Ansatz mit Sample und Hold den Peak zu halten > und langsam einmal abzutasten. Ja so macht das das ein gewisser Hr. Rapp. Der TO sollte mal http://www.rapp-instruments.de vorbeischauen. Dort wird es u.a. so wie von Gustl beschrieben gemacht. Von dem genannten Herrn gibt es auch das Buch "Experimente mit selbst gebauten Geigerzählern,Funken- & Nebelkammern". Dort beschreibt er sehr ausführlich, wie man mit amateurmäßigen Mitteln zu vernünftigen Ergebnissen kommt - auch mit Szintillationszählern.
Hm. Wenn man die bipolaren Impulse durch einen gleitenden Mittelwert gibt, kommt was Brauchbares raus. Also hier für den gleitenden Mittelwert habe ich die Beträge der Sample verwendet vom bipolaren Impuls.
Possetitjel schrieb: > Man baut analog ein Filter mit passender Impulsantwort, das den > Detektorpuls auf eine akzeptable Länge von vielleicht 1µs > bringt. Wenn man auf diesen 1µs-Impuls mit 60MSps losgeht, gibt > das 60 Samples. Bequem auswertbar. Den Filter gibt es ja schon. Man muss ihn eben einfach an eine höhere Samplerate anpassen. Analoge Filter mit FIR in OpenOffice zu simulieren halte ich für - ich sage mal - gewagt... ;-) Spice ist da wohl eher das Tool der Wahl. Da gibts dann auch nicht so viel (in der Realität nicht vorhandenes) Ringing vor und nach dem Impuls.
Zeno schrieb: > Der TO sollte mal http://www.rapp-instruments.de vorbeischauen. > Dort wird es u.a. so wie von Gustl beschrieben gemacht. > Von dem genannten Herrn gibt es auch das Buch "Experimente > mit selbst gebauten Geigerzählern,Funken- & Nebelkammern". > Dort beschreibt er sehr ausführlich, wie man mit amateurmäßigen > Mitteln zu vernünftigen Ergebnissen kommt - auch mit > Szintillationszählern. Sehr schön. Vielen Dank für die Hinweise.
Gustl B. schrieb: >> Welchen Vorteil sollte es bringen, digital mit einer >> Gauß-Glocke statt einer Haifischflosse zu rechnen? >> Der CPU bzw. dem FPGA ist doch völlig egal, wie die >> Kurve aussehen würde, die in dem Zahlenfriedhof steckt. > > Weil man die Flossen schlecht auswerten kann. Da findet > eben Pileup statt. Okay... wir müssten über unsere Voraussetzungen reden. Der "echte" Detektorpuls, also die Phase, in der tatsächlich Photonen bzw. Ladungsträger generiert werden, ist ja lt. W.S. größenordnungsmäßig 10ns lang. Das müsste der lineare (=fast senkrechte) Anstieg der Haifischflosse sein. Der exponenzielle Abfall auf der anderen Seite der Flosse kommt durch die Zeitkonstante von Detektor und Vorverstärker zu Stande. Ich bin davon ausgegangen, dass dieser Abfall auch noch im unteren µs-Bereich liegt. Ist das für Deine Konfiguration richtig -- oder ist schon das falsch? > Wenn ich die aber bandpass filtere, wird das zu einem > zeitlich deutlich kürzeren bipolaren Impuls mit definierter > Nulllinie. Ausserdem ist hochfrequentes Rauschen dann auch > weg. Ach so -- ich glaube, ich verstehe. Ich hatte wohl ein Brett vor dem Kopf. Du willst gar nicht filtern, um den Puls besser an die A/D-Wandlung anzupassen, sondern Du willst vorfiltern, um die Auswertung zu vereinfachen. -- Das geht natürlich auch. Mit einem IIR-Bandpass (egal, ob analog oder digital) müsste sich der lange exponenzielle Schwanz DEUTLICH verkürzen lassen. Das vermeidet das Pile-up. > Ja das wäre schick, aber vor dem ADC habe ich bisher den > shaping Verstärker und davor nurnoch den Detektor samt > Vorverstärker. Und da kommen diese langen Flossen raus, > leider sehrviel länger als 1µs. Wo kommen die langen Haifischflossen heraus - aus dem Detektor/Vorverstärker, oder aus dem puls shaping amplifier? > Ich weiß nicht ob ich irgendwie zwischen Detektor und > Vorverstärker rankomme, das ist direkt zusammengebaut > und vielleicht auch im Vakuum. Nee, ich denke, das ist Hirnriss. Das wäre mir zu heiss. Wenn das eine bauliche Einheit ist, dann würde ich das auch so lassen. > Ein analoger sehr schmaler Bandpass ist aber auch nicht > einfach. Vielleicht wird das gar nicht so schlimm. -- Ich habe jetzt Deinen Beitrag oben vom 19. 8. nochmal gelesen, den mit den zwei Oszi-Bildern. Ist es richtig, dass die Haifischflosse (Bild scope_10) das Signal hinter dem Detektor/Vorverstärker zeigt und die Glockenkurve (Bild scope_11) das Signal hinter dem puls shaphing amplifier?
Joe F. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Man baut analog ein Filter mit passender Impulsantwort, das den >> Detektorpuls auf eine akzeptable Länge von vielleicht 1µs >> bringt. Wenn man auf diesen 1µs-Impuls mit 60MSps losgeht, gibt >> das 60 Samples. Bequem auswertbar. > > Den Filter gibt es ja schon. Bin nicht sicher... > Man muss ihn eben einfach an eine höhere Samplerate anpassen. Naja, beim TO Johnny und bei Gustl scheinen komplett verschiedene Konfigurationen vorzuliegen; das hatte ich nicht mitbekommen. Johnny hat (wie alle Leute, die die Soundkarte verwenden) das Problem, dass die Pulse lang genug sein müssen und keine zu hohen Spektralanteile enthalten dürfen. Da muss man mehr oder weniger heftig tiefpassfiltern. Bei Gustl scheint es im Moment so auszusehen, dass schon die Detektorpulse ("Haifischflossen") viel zu lang sind, weil sie diese exponenziell abfallende Rückflanke haben, die zu lang ist. Da muss man mit einem Bandpass drauf losgehen; der Tiefpass-Anteil integriert die zu steile Vorderflanke, der Hochpass-Anteil kompensiert die Abklingkurve, die man an der Hinterflanke sieht. > Analoge Filter mit FIR in OpenOffice zu simulieren halte ich > für - ich sage mal - gewagt... ;-) Hmpf. Spotte nur, Du Kleingläubiger! Ich wollte nur mal ein Gefühl dafür bekommen, was man mit der Haifischflosse so machen kann. FIR-Filter war das Einfachste, das sich anbot. Wenn das stimmt, was ich im Moment glaube, dann wäre ein IIR-Bandbass für Gustl das Mittel der Wahl. Ob man das analog oder digital implementiert, ist dann nicht so entscheidend.
Noch mals zu den Signalen welche für mich wichtig sind. Das Scintillation-Signal kann man ja oben den Screens entnehmen. Das HPGe Signal (welches ich noch nicht habe) ist die "Haifischflosse" insgesammt ca 1-2us "breit" Es ist sogar möglich ein HPGE per Soundkarte zu betreiben, nur ist die Auflösung sehr schlecht. Wer es nicht glaubt "HPGE Challenge" auf Youtube...
Possetitjel schrieb: > Der "echte" Detektorpuls, also die Phase, in der tatsächlich > Photonen bzw. Ladungsträger generiert werden, ist ja lt. W.S. > größenordnungsmäßig 10ns lang. Das müsste der lineare (=fast > senkrechte) Anstieg der Haifischflosse sein. > > Der exponenzielle Abfall auf der anderen Seite der Flosse > kommt durch die Zeitkonstante von Detektor und Vorverstärker > zu Stande. Ich bin davon ausgegangen, dass dieser Abfall > auch noch im unteren µs-Bereich liegt. Ist das für Deine > Konfiguration richtig -- oder ist schon das falsch? Meine Konfiguration ist eindeutig richtig, damit wird hier seit vielen Jahren gemessen und zwar mit sehr guten Ergebnissen. Wir messen hier Low Level Proben mit wenigen Impulsen, das aber sehr genau. Die lange Flosse kommt aus dem Vorverstärker. Geht dann in den shaping Verstärker und kommt als Gauß heraus. Wird dann digitalisiert. Ich habe das mit einem schnell abtastenden ADC gebaut, aber mein Vater verwendet auch noch langsame ADCs (so gekaufte NIM Module von Ortec) die das Signal nur einmal abtasten. Beide Lösungen sind ähnlich gut. Possetitjel schrieb: > Wo kommen die langen Haifischflossen heraus - aus dem > Detektor/Vorverstärker, oder aus dem puls shaping amplifier? Detektor/Vorverstärker Possetitjel schrieb: > Ist es richtig, dass die Haifischflosse (Bild scope_10) > das Signal hinter dem Detektor/Vorverstärker zeigt und > die Glockenkurve (Bild scope_11) das Signal hinter dem > puls shaphing amplifier? Ja Possetitjel schrieb: > Wenn das stimmt, was ich im Moment glaube, dann wäre ein > IIR-Bandbass für Gustl das Mittel der Wahl. Ob man das analog > oder digital implementiert, ist dann nicht so entscheidend. Genau. Dann ist nämlich die Länge der Flossen egal. Ist ja auch so, dass je größer der Detektor, also der Germanium Kristall, desto länger die Flosse. Hier Beitrag "Re: Selbstbau USB-Soundkarte" hatte ich noch gezeigt, was passiert wenn man diesen bipolaren Impuls, der durch das Filter aus der Flosse entsteht, durch einen gleitenden Mittelwert Filter gibt. Also die Beträge der Samples vom bipolaren Impuls. Das finde ich schon ziemlich schick. Die Nulllinie vor dem unipolaren Impuls ist unverfälscht, hinter dem Impuls geht die Nulllinie etwas nach unten.
Gustl B. schrieb: > Wie kommt man denn von dieser Haifischflosse zu einem schönen > gaußförmigen Impuls? Überhaupt nicht. Bedenke mal, daß diese "Haifischflosse" ein Produkt deines ladungsempfindlichen Vorverstärkers ist. Es ist auch nicht die Fläche unter dieser Flosse das Ziel der Übung, sondern es ist die Fläche unter dem Eingangs-Strom, der zur Vorderflanke der Flosse führt. Das ist ein himmelweiter Unterschied, auf dem ich zwar schon gefühlte hundert mal hier herumgehackt habe, aber ihr beiden habt euch mit Fleiß die Ohren dabei zugehalten. GRRMPF! Possetitjel schrieb: > Hat das einen guten Grund, dass Du hier so herumschnautzt? Ja. Wie laut muß ich denn noch brüllen, bis ihr beiden endlich mal zuhört? Possetitjel schrieb: > Richtig, aber unvollständig: Man muss das BESTIMMTE INTEGRAL > über die Pulsfläche bestimmen. Mache dir doch erstmal klar, über welche Fläche du referierst. Das ist essentiell! Possetitjel schrieb: > Okay... wir müssten über unsere Voraussetzungen reden. > > Der "echte" Detektorpuls, also die Phase, in der tatsächlich > Photonen bzw. Ladungsträger generiert werden, ist ja lt. W.S. > größenordnungsmäßig 10ns lang. Das müsste der lineare (=fast > senkrechte) Anstieg der Haifischflosse sein. > > Der exponenzielle Abfall auf der anderen Seite der Flosse > kommt durch die Zeitkonstante von Detektor und Vorverstärker > zu Stande. Ich bin davon ausgegangen, dass dieser Abfall > auch noch im unteren µs-Bereich liegt. Ist das für Deine > Konfiguration richtig -- oder ist schon das falsch? Ja. Also nochmal in Einzelteilen: 1. Am blutigen Anfang hat es einen Strom-Impuls mit unbekannter Hüllkurve. Die Anzahl der Ladungen, die da hereinrauschen, ist dasjenige, was es zu erfassen gilt. Die Länge dieses "Elektronen-Schwalles" ist unterschiedlich von Ereignis zu Ereignis und auch je nach Detektor. 2. Natürlich könnte man einen recht schnellen invertierenden Verstärker hernehmen (AD8000 o.ä.), um ihn als I-->U Konverter zu benutzen und ab da einen Spannungsverlauf zu haben, den man samplen kann. Aber das Samplen müßte verdammt schnell erfolgen, da die Hüllkurve schlichtweg nicht als vorhersehbar angesehen werden muß. Ob obendrein selbst ein AD8000 durch den Elektronen-Schwall nicht zeitweilig in die Übersteuerung kommt, sei mal dahingestellt. 3. Was immer geht, ist das schlichte passive Integrieren des Elektronen-Schwalles an einem kleinen Kondensator: Alle Ladungen drauf -> Spannung steigt, Formel dazu ist bekannt. dU/dt=Summe(Q)/C - das ist die Vorderflanke der Haifischflosse und die Endspannung (sprich Spitzenspannung) ist proportional zur gehabten Ladungsmenge. Deshalb ist es auch eben diese Spitzenspannung, die das Meßergebnis darstellt. 4. Guck dir die von mir geposteten Bilder an. Selbstverständlich muß der besagte Kondensator auch wieder entladen werden, sonst landet man ja unwillkürlich im Überlauf. Gelle? Dazu dient die zweite Zeitkonstante in Form eines Entladewiderstandes. Siehe Zeitkonstanten.gif 5. Jetzt begreifst du gewiß, daß es eben auf die Fläche unter der "Haifischflosse" nicht ankommt, sondern daß es nur auf die Höhe der Spitze der Flosse ankommt, denn die bestimmt sich aus dem, was ich dir in Punkt 3 erklärt habe. Diese Höhe sinkt mit kleiner werdender Entlade-Zeitkonstante, aber das ist exakt berechenbar. Sie bleibt dennoch proportional zur Anzahl hereingerauschter Ladungen. W.S.
So, jetzt hab ich etwas weiter gespielt: Also, ich nehme jetzt als Samplerate 5MSamples/s an und eine Haifischflossenlänge von ca. 200us (ca. 1/10 Körperlänge des ganzen Fisches) macht also grob 1000 Samples/Flosse. Dann geht es durch das Bandpass Filter, das lässt durch von 100kHz bis 500kHz, hat einigermaßen steile Flanken und braucht 128 FIR Koeffizienten. Da raus kommt das bipolare Signal und das geht dann noch durch einen gleitenden Mittelwert der 64 Werte aufsummiert und mittelt. Zufrieden bin ich noch nicht. Schön ist, dass der Impuls am Ende sehr viel kürzer ist, davon würde ich auch NICHT die Fläche bestimmen, das ist ja schon der Gleitende Mittelwert vom bipolaren Impuls, also würde ich das Maximum des gleitenden Mittelwerts nehmen denn nochmal Aufsummieren eines Impulses aus Mittelwerten halte ich für sinnfrei. De Nulllinie ist auch hybsch, aber es rauscht noch etwas. Habe ja mit Absicht Rauschen dazuaddiert zum Ausgangssignal. Anscheinend braucht man wirklich ein noch schmaleres Filter. Das Problem: Ein schmalbandigeres Filter braucht mehr Koeffizienten und dadurch wird auch das Ausgangssignal wieder zeitlich länger. Da muss man irgendwie einen Kompromiss finden oder vielleicht zwei Filter verwenden, einen Hochpass und einen Tiefpass.
W.S. schrieb: > Überhaupt nicht. Bedenke mal, daß diese "Haifischflosse" ein Produkt > deines ladungsempfindlichen Vorverstärkers ist. Es ist auch nicht die > Fläche unter dieser Flosse das Ziel der Übung, sondern es ist die Fläche > unter dem Eingangs-Strom, der zur Vorderflanke der Flosse führt. Das ist > ein himmelweiter Unterschied, auf dem ich zwar schon gefühlte hundert > mal hier herumgehackt habe, aber ihr beiden habt euch mit Fleiß die > Ohren dabei zugehalten. GRRMPF! OK ja, habe ich verstanden. Wird aber in der Messtechnik anders gemacht. Hier macht ein pulse shaping Verstärker aus diesen Flossen Gauß Impulse. Und das seit grob 30 Jahren. Vom Hersteller des Detektors (Ortec). Aber ja, eigentlich will man die Elektronen zählen, nur wie? Wenn ich diese Flosse bandpass filtere, dann bekomme ich ja auch nicht die Fläche - einfach weil der Bandpass die tiefen Frequenzen wegfiltert, die Stufe am Anfang führt zu dem bipolaren Ausgangssignal. So wie ich das verstanden habe steckt die Höhe der Stufe dann auch in diesem Ausgangssignal. Das Problem ist halt, dass diese Stufe selber sehr kurz und steil ist, da das Maximum sicher zu erfassen mit einem ADC ist nicht einfach. Gut, in den Bildchen von Dir ist ein Kondensator, also Integrator und ein Widerstand über den entladen wird. Das lässt sich relativ einfach in Software bauen. Integrator ist einfaches Aufsummieren und der Widerstand ist eine Funktion die von dieser Summe wieder einen Teil subtrahiert und zwar in Abhängigkeit des Summenwertes. Werde ich mal probieren im Python. Edit: So, jetzt mit Bildchen. Aber was gewinnt man dadurch? Die Flossen werden nicht kürzer und Pileup wird vermutlich auch nicht vermieden.
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Gustl B. schrieb: > Aber was gewinnt man dadurch? 1. Spitzenwertdetektor --> ADC Input 2. Rosenfell-Detektor zum Starten des ADC, danach Löschen des Spitzenwertes 3. Abkling-Zeitkonstante passend zur ADC-Wandelzeit UND/ODER dediziertes Entladen per Fet oder so. So und danach ist das Ganze bereit für den nächsten Impuls. W.S.
OK. Also nur einmal Abtasten je Impuls. Ja, so machen das hier auch die älteren ADCs. Wenn man sich anguckt wie das moderne Geräte machen wie der hier https://www.fastcomtec.com/?id=147 Handbuch https://www.fastcomtec.com/ftp/manuals/mca4doc.pdf dann machen die das anders. Die sampeln sehr oft und fitten Kurven rein. Was ich aber durch reines aufintegrieren und einen Widerstand immer noch nicht habe ist dass das zeitlich kürzer wird. Also Pileup wird nicht verhindert. Viele Lösungen die man kaufen kann machen irgendwelche unipolaren Impulse aus den Flossen, häufig gaußförmige. FAST verkauft da auch so kleine Module (habe welche davon) Cremat. Die machen das Shaping. https://www.fastcomtec.com/products/amp/ Hier der CR200: https://www.fastcomtec.com/fwww/datashee/amp/cr-200.pdf Und hier der Hersteller: http://www.cremat.com/home/cr-200-x-shaper-modules/ So, jetzt im Anhang roh, bandpass gefiltert und dann noch das aus dem Bandpass mehrmals mit einem gleitenden Mittelwert gefiltert. Ja, da bekommt man so was gaußähnliches, aber ob das Sinn macht glaube ich nicht. Die Stufe von der Flosse steckt im bandpass gefilterten drinnen, also sollte es reichen davon dann die Fläche zu bestimmen. Ja, wieso die Fläche? Weil das mit der Höhe halt schwierig ist bei einem bipolaren Signal.
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Gustl B. schrieb: > So, jetzt im Anhang roh, bandpass gefiltert und dann noch das aus dem > Bandpass mehrmals mit einem gleitenden Mittelwert gefiltert. Ja, da > bekommt man so was gaußähnliches, aber ob das Sinn macht glaube ich > nicht. Ich glaube du verrennst dich hier gerade etwas mit deiner Filterrei. 1. reduziert ein analoger Spitzenwertdetektor die nötige Samplerate (und damit die Kosten) des ADC und auch der dahinter liegenden Hardware deutlich. 2. durch digitale Filterung wird das Signal keinesfalls besser als das was der ADC erfassen kann.
Habe ich schon zigmal gemacht. Ob's ankommt ist eine andere Frage. Also nochmal: - TP an höhere Samplerate anpassen - Integrator nicht per Widerstand entladen, sondern mit Schalter (ist schneller für nächsten Puls bereit). - (einzelne) ADC Wandlung kurz nach Pulserkennung auslösen, dann Integrator entladen.
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Joe F. schrieb: > - TP an höhere Samplerate anpassen Also einen AA-TP vor dem ADC, den würde ich sowieso immer dort hinbauen. Den Rest kann man dann ja digital machen. Wie verhindest Du das Pileup?
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Gustl B. schrieb: > Joe F. schrieb: >> - TP an höhere Samplerate anpassen > > Also einen AA-TP vor dem ADC, den würde ich sowieso immer dort hinbauen. > Den Rest kann man dann ja digital machen. Wie verhindest Du das Pileup? Alle Pulse, die dichter aufeinander folgen als die max. mögliche Samplerate werden zwangsläufig zu Pileup führen. Das kann man nicht verhindern. Durch Verwendung einen Wandlers mit z.B. 500 KSPS statt 48 verringert sich aber die Wahrscheinlichkeit. Zusätzlich macht das Entladen des Integrators über einen Schalter nach der Wandlung den Integrator sofort wieder bereit den nächsten Puls zu capturen. Man muss also nicht warten, bis das Signal über den Widerstand abgebaut wurde. So kann man theoretisch 500000 Peaks pro Sekunde erfassen, mit einem 500 KSPS ADC.
Mein Signal sind aber diese viele us langen Flossen. Da kann ich so kein Pileup verhindern, egal wie schnell ich wandele oder entlade, weil diese Flossen schon aufeinander sitzen.
Gustl B. schrieb: > Mein Signal sind aber diese viele us langen Flossen. Da kann ich so kein > Pileup verhindern, egal wie schnell ich wandele oder entlade, weil diese > Flossen schon aufeinander sitzen. Tja, so ist das mit "gekaperten" Threads. Ich rede von einer Lösung für TO "Johnny SGT". Er hat ja offenbar deutlich kürzere Pulse zur Verfügung. In deinem Fall musst du halt gucken, wie diese langen Flossen zustandekommen. Wenn man an der Hardware (Vorverstärker) nichts ändern kann, bleibt dir nur der besprochene Softwareweg, um die Einzelpulse aus dem Pileup-Signal zu rekonstruieren. Im Grunde heisst das, den Tiefpass in Software "umzudrehen" und die hohen Frequenzen aus den Tiefen der Sampledaten wieder hervorzuverstärken. Die Qualität nimmt dabei halt stark ab und diesen Umkehr-Filter zu designen wird schwer. Du kannst mit ordentlich Ringing rechnen. Vielleicht kannst du ja mal wie Jonny ein .wav einer solchen Flosse (oder mehrere) anhängen. Dann kann man die Charakteristik deines TP mal bestimmen.
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Gustl B. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Wo kommen die langen Haifischflossen heraus - aus dem >> Detektor/Vorverstärker, oder aus dem puls shaping amplifier? > > Detektor/Vorverstärker Okay. > Possetitjel schrieb: >> Ist es richtig, dass die Haifischflosse (Bild scope_10) >> das Signal hinter dem Detektor/Vorverstärker zeigt und >> die Glockenkurve (Bild scope_11) das Signal hinter dem >> puls shaphing amplifier? > > Ja Gut. Jetzt habe ich wenigstens verstanden, wo das Problem mit Deiner Konfiguration liegt. > Possetitjel schrieb: >> Wenn das stimmt, was ich im Moment glaube, dann wäre ein >> IIR-Bandbass für Gustl das Mittel der Wahl. Ob man das analog >> oder digital implementiert, ist dann nicht so entscheidend. > > Genau. Dann ist nämlich die Länge der Flossen egal. Ja - weil am Ausgang des Filters ein Gauss-Impuls oder etwas ähnliches herauskommt. Ich habe zu meiner Überraschung mit FIR-Filtern bessere Ergebnisse erzielt als mit IIR-Filtern. Verstehe noch nicht, warum das so ist. Der Tiefpass-Anteil verrundet und verlängert die Vorderflanke; der Hochpass-Anteil kompensiert den exponenziellen Abfall der Rückflanke. Die Pulse am Ausgang sahen ähnlich gut aus wie in Deinen Beispielen. > hatte ich noch gezeigt, was passiert wenn man diesen bipolaren > Impuls, der durch das Filter aus der Flosse entsteht, durch > einen gleitenden Mittelwert Filter gibt. Also die Beträge der > Samples vom bipolaren Impuls. Das finde ich schon ziemlich > schick. Die Nulllinie vor dem unipolaren Impuls ist unverfälscht, > hinter dem Impuls geht die Nulllinie etwas nach unten. Warum bei Dir überhaupt bipolare Signale entstehen, habe ich noch nicht verstanden. Vielleicht später mehr zu dem Thema.
W.S. schrieb: > Gustl B. schrieb: >> Wie kommt man denn von dieser Haifischflosse zu einem >> schönen gaußförmigen Impuls? > > Überhaupt nicht. Doch, man kommt. (Ist aber hier und jetzt nicht das Thema.) > Es ist auch nicht die Fläche unter dieser Flosse das Ziel > der Übung, sondern es ist die Fläche unter dem Eingangs-Strom, > der zur Vorderflanke der Flosse führt. Das ist sachlich richtig, aber ... > Das ist ein himmelweiter Unterschied, ... dann ist Dein Himmel ziemlich klein; der Unterschied ist kleiner, als Du denkst: Bei geometrisch ähnlichen Figuren stehen die Fläche und alle Längen in festen Verhältnissen zueinander. Der ladungsempfindliche Vorverstärker hat eine feste, d.h. zeitlich invariante Impulsantwort. Infolgedessen gibt es einen festen Zusammenhang zwischen der Fläche der Flosse und der Höhe der Vorderflanke. Um das nochmal klar herauszustellen: Es ist richtig, dass man im Endeffekt die Höhe der Vorderflanke wissen will. Man kann dies aber problemlos über den Umweg der Gesamt- fläche tun, weil die Impulsform a priori bekannt ist und es somit einen (gerätespezifischen, aber zeitlich invarianten) Zusammenhang zwischen allen Größen dieses Impulses gibt. > auf dem ich zwar schon gefühlte hundert mal hier > herumgehackt habe, aber ihr beiden habt euch mit Fleiß > die Ohren dabei zugehalten. GRRMPF! Ich kann nichts dafür, dass Du glaubst, ich verstünde Dich nicht -- mich aber im Gegenzug auch nicht verstehst. > 2. Natürlich könnte man einen recht schnellen invertierenden > Verstärker hernehmen (AD8000 o.ä.), um ihn als I-->U Konverter > zu benutzen und ab da einen Spannungsverlauf zu haben, den man > samplen kann. Aber das Samplen müßte verdammt schnell erfolgen, > da die Hüllkurve schlichtweg nicht als vorhersehbar angesehen > werden muß. Ob obendrein selbst ein AD8000 durch den > Elektronen-Schwall nicht zeitweilig in die Übersteuerung kommt, > sei mal dahingestellt. Ja, das ist eben das Problem. Das originale Detektorsignal ist im Verhältnis SEHR kurz und soll in der Amplitude ziemlich fein aufgelöst werden. Das ist gerade eine sehr unangenehme Kombination. > 3. Was immer geht, ist das schlichte passive Integrieren des > Elektronen-Schwalles an einem kleinen Kondensator: Alle Ladungen > drauf -> Spannung steigt, Formel dazu ist bekannt. > dU/dt=Summe(Q)/C - das ist die Vorderflanke der Haifischflosse > und die Endspannung (sprich Spitzenspannung) ist proportional > zur gehabten Ladungsmenge. Deshalb ist es auch eben diese > Spitzenspannung, die das Meßergebnis darstellt. Richtig. > 4. Guck dir die von mir geposteten Bilder an. Selbstverständlich > muß der besagte Kondensator auch wieder entladen werden, sonst > landet man ja unwillkürlich im Überlauf. Gelle? Dazu dient die > zweite Zeitkonstante in Form eines Entladewiderstandes. Siehe > Zeitkonstanten.gif Richtig. > 5. Jetzt begreifst du gewiß, daß es eben auf die Fläche unter > der "Haifischflosse" nicht ankommt, sondern daß es nur auf die > Höhe der Spitze der Flosse ankommt, denn die bestimmt sich aus > dem, was ich dir in Punkt 3 erklärt habe. Im Gegenzug dazu wirst Du wahrscheinlich nie begreifen, dass mir das klar ist -- und darüberhinaus ist mir auch klar, dass die Höhe der Spitze, die Länge der Flosse und die Gesamtfläche in einem festen Verhältnis zueinander stehen. (Falls der herabsetztende Tonfall wirklich sein muss: Das kann ich auch.) Man nennt das, was ich beschrieben habe, wohl eine "indirekte Messung", und das ist in der Technik seit gefühlt hunderten von Jahren üblich: Der Zeiger eines Manometers läuft über einer in Bar geteilten Skala -- real erfasst wird aber eine Deformation, die man in Mikrometern ausdrücken müsste. Das Multimeter zeigt "Ampere" an -- der ADC erfasst aber in Wahrheit "Volt" (nämlich den Spannungsabfall am Shunt). Das Partikelgrößenmessgerät zeigt Nanometer an, real bestimmt wird aber das Verhältnis von Wechselspannungen. > Diese Höhe sinkt mit kleiner werdender Entlade-Zeitkonstante, > aber das ist exakt berechenbar. Sie bleibt dennoch proportional > zur Anzahl hereingerauschter Ladungen. Und genau dasselbe gilt für die Gesamtfläche unter der Flosse.
Gustl B. schrieb: > Dann geht es durch das Bandpass Filter, das lässt durch > von 100kHz bis 500kHz, hat einigermaßen steile Flanken > und braucht 128 FIR Koeffizienten. Bin grade in Eile, daher nur ganz kurz. Im Anhang ein Diagramm, das die Ergebnisse meiner gestrigen Spielerei zeigt. Blau die Haifischflosse. Rot die tiefpassgefilterte Flosse; FIR-Tiefpass mit 19 Taps, Koeffizienten im Zeitbereich frei Schnauze gewählt (0.1; 0.2; ...0.9; 1.0; 0.9; ... 0.2; 0.1). Gelbe Kurve: "Gelb = Rot - k * delta_Rot"; delta_Rot steht für die 1. Ableitung (genähert als zentraler Differenzenquotient (x(n+1)-x(n-a))/2). Grün: Gleitender Mittelwert auf Gelb.
Possetitjel schrieb: > Ja, das ist eben das Problem. Das originale Detektorsignal ist > im Verhältnis SEHR kurz und soll in der Amplitude ziemlich fein > aufgelöst werden. Das ist gerade eine sehr unangenehme Kombination. > Das Problem liegt wohl hauptsächlich am Preis der Hardware, das PSI (Paul Scherrer Institut) werted Detektorpulse mit Haifischflossen von 1.5nS aus. Aber klar, wenn man wie die eine. 32ch 14bit 6Gsps ADC hat... :) Kann man denn irgendwo gescheit nachlesen wie diese Filter gebaut bzw implementiert werden? Ich versteh bei FIR und IIR nur Bahnhof :(
Jetzt ist das Chaos perfekt. @Johnny SGT: Da bei dir der Puls ja sehr kurz ist, hast du es viel einfacher. Du brauchst deinen bereits existierenden Tiefpass nur so umbauen, dass der Puls gerade so breit wird, dass man ihn erfassen kann. Oder durch eine eigene Schaltung ersetzten, die direkt am sehr kurzen Ausgangspuls ansetzt (hier in gelb Beitrag "Re: Selbstbau USB-Soundkarte"). Und dann geht es mit sowas hier weiter: https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/data-converters/analog-to-digital-converters/DS1843.html Danach dann ein ADC, der mit einer vernünftig "niedrigen" Samplerate arbeitet (dafür dann aber gerne deutlich >= 16 Bit). Er muss pro Puls nur einmal sampeln.
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Johnny S. schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Ja, das ist eben das Problem. Das originale Detektorsignal >> ist im Verhältnis SEHR kurz und soll in der Amplitude >> ziemlich fein aufgelöst werden. Das ist gerade eine sehr >> unangenehme Kombination. >> > > Das Problem liegt wohl hauptsächlich am Preis der Hardware, Ja, auch -- aber nicht nur. Du darfst nicht immer nur von dem Stand ausgehen, den wir heute haben. Radioaktivität wird seit vielen Jahrzehnten gemessen; vor 30 Jahren war ein ADC mit 100MSps/16bit völlig utopisch, den konnte man auch für eine Tonne Gold nicht kaufen. Das ging technisch einfach nicht. Also musste man mit den Signalen irgendwie anders fertigwerden. > das PSI (Paul Scherrer Institut) werted Detektorpulse > mit Haifischflossen von 1.5nS aus. > > Aber klar, wenn man wie die eine. 32ch 14bit 6Gsps ADC > hat... :) Klar... Weltmeister sein ist super; trotzdem spielen die meisten nur in der Kreisklasse... :) > Kann man denn irgendwo gescheit nachlesen wie diese > Filter gebaut bzw implementiert werden? Ich versteh > bei FIR und IIR nur Bahnhof :( Klar. Ist normaler Studienstoff, gibt's also Lehrbücher drüber -- kann Dir allerdings keine konkreten Titel nennen. Systemtheorie, Abtastsysteme, digitale Filter wären Stichworte. Vielleicht nochmal im DSP-Unterforum nach anfänger- tauglicher Literatur fragen; hier geht das wahrscheinlich unter. Ein Rat noch: Nicht von den vielen Formeln abschrecken lassen. Die Beweise, warum das funktioniert, sind harte Nüsse, aber die Anwendung ist deutlich einfacher.
Joe F. schrieb: > Tja, so ist das mit "gekaperten" Threads. Entschuldigung, werde mich raushalten. Habe ja auch selber kein Problem, wir verwenden ja so Shaping Verstärker zusammen mit ADCs, Beides von Detektorherstellern. Das ist also schon üblich das zu gaußförmigen Impulsen zu wandeln auch wenn es vielleicht anders besser geht. Possetitjel schrieb: > Im Anhang ein Diagramm, das die Ergebnisse meiner gestrigen > Spielerei zeigt. Sieht schick aus! Ja, bei einem Tiefpass bleiben die Impulse unipolar, bei einem Bandpass werden sie bipolar. Ich würde Bandpass probieren weil dann kein Pileup stattfindet. Habe aber keinen ADC für negative Spannungen am Eingang. Mal gucken wann ich sowas baue.
Johnny S. schrieb: > Leider kann der nur 48kHz, 16bit, das ist schon sehr wenig... > > Gefallen würde mir etwas im Bereich 192kHz, 16,24 oder 32bit. > Im übelsten Fall würde ich mich auch mit 96k abgeben. Nach neuester USB-Audio-SPEC geht das. Leider gibt es in der Tat wenig Geräte, die das unterstürzen. Bei DIY Audio vertreiben 2 Leute einen USB-DAC mit einem Entjitter-Mechanismus, der auch nötig ist beim USB. Die gehen bis auf 384kHz hoch. Einer kann auch S/PDIF.
Rolf S. schrieb: > Nach neuester USB-Audio-SPEC geht das. Leider gibt es in der Tat wenig > Geräte, die das unterstürzen. Bei DIY Audio vertreiben 2 Leute einen > USB-DAC mit einem Entjitter-Mechanismus, der auch nötig ist beim USB. > Die gehen bis auf 384kHz hoch. Einer kann auch S/PDIF. Link? Was ist der Entjitter Mechanismus? Synchron Betrieb der ISO Endpoints? Das synchronisieren des USB Frameclocks mit den Audio Clocks hab ich schon vor 15 Jahren gemacht. Zumindest unter Win stellt sich wie immer woher Kommen die Treiber? Thomas
Thomas schrieb: > Rolf S. schrieb: >> Nach neuester USB-Audio-SPEC geht das. Leider gibt es in der Tat wenig >> Geräte, die das unterstürzen. Bei DIY Audio vertreiben 2 Leute einen >> USB-DAC mit einem Entjitter-Mechanismus, der auch nötig ist beim USB. >> Die gehen bis auf 384kHz hoch. Einer kann auch S/PDIF. > > Link? Was ist der Entjitter Mechanismus? Synchron Betrieb der ISO > Endpoints? > Das synchronisieren des USB Frameclocks mit den Audio Clocks hab ich > schon vor 15 Jahren gemacht. Zumindest unter Win stellt sich wie immer > woher Kommen die Treiber? So neu ist das nicht. USB Audio 2.0 kann schon immer 384 KHz. Synchronisieren auf Device-Seite auf die USB Clock ist eine Möglichkeit, aber eher unüblich. Der Standard sieht ebenfalls vor, dass sich der Host auf die Clock des Devices synchronisiert. Und für diese Clock wählt man selbstverständlich eine sehr jitterarme MCLK. Natürlich müssen die Geräte ein paar USB Pakete puffern können um Jitter auf dem Bus auszugleichen. Das ist aber nicht wirklich etwas Besonderes. Treiber z.B Thesycon, CEntrance
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Joe F. schrieb: > USB Audio 2.0 kann schon immer 384 KHz. Das hilft nur nicht allzuviel, fürchte ich. So wie ich das verstanden habe, will Johnny eine eigene Hardware entwickeln, die sich als USB-Soundkarte ausgibt. Dazu gehört dann logischerweise auch ein passender Treiber -- oder gibt es einen generischen Treiber, den man verwenden könnte?
Possetitjel schrieb: > oder gibt es einen generischen Treiber, den man verwenden > könnte? Linux und OSX: ja (class compliant audio) Windows: eher nein. Es gibt wohl irgendwie Unterstützung für Audio 2.0 von MS, aber in der Regel greifen Hersteller auf 3rd Party Treiber zurück. Wird wohl Gründe geben. Man kann die Daten aber auch anders übertragen (z.B. als serielles Gerät über Standardtreiber) und dann in WAV wandeln.
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Update: Ich habe nun direkt am Kondensator welcher den Puls von der HV-Versorgung aufnimmt gemessen, dort ist ein relativ starkes Signal vorhanden. Anbei zwei Pulse, ein eher kleiner und ein eher grosser. Auf dem Persistent-Bild kann man auch sehen das es Pulse bis ca 8V gibt. Gemessen habe ich mit 800V am Scintillation Detektor, wenn man diesen auf 1200V erhöht, wird der Puls sicher noch höher. Das die meisten ADC >50Msps nur Eingangsbereiche von max. 2V haben, müsste man zuerst etwas bauen was das Pulssignal verschwächt. So wie es aussieht ist die "haifischflosse" einige us lang, somit denke ich ein 50 bzw. 80 Msps ADC sollte reichen?
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