Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sigma-Delta-ADC - Einzelpulse erfassen


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von szintillator (Gast)


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Hallo,

ich möchte Pulse einer PMT (Photomultipliziererröhre) erfassen. Für 
einen Szintillatordetektor. Im Idealfall möchte ich ein Spektrum 
erfassen, und das mittels eines µC.
Im Endeffekt will ich die Fläche der Pulse wissen, weil darin die 
Information steckt, wieviel Energie das gerade detektierte Photon hat. 
Und da wäre die Frage, ob ein Sigma-Delta-Wandler sinnvoll ist.

Grund:
Soweit ich verstanden habe, erfasst der Sigma-Delta-Wandler ja nicht 
zeitdiskrete Einzelwerte (also Punkte auf dem Grafen), sondern im 
Endeffekt "Mittelwerte" über den Abtastzeitraum.

Würde mir der Wandler die Fläche des Impulses (=DC-Anteil) korrekt als 
Ergebnis liefern, wenn der komplette Impuls in ein Sample passt (Siehe 
Bild : Sample a)?

Und, wenn der Impuls nicht synchron zur Abtastung kommt (und sich auf 
z.B. zwei Samples verteilt), kann ich dann die Samples addieren und 
erhalte die korrekte Fläche (Bild: Sample b und Sample C)?

Mir ist klar, dass ich eine analoge Vorverarbeitung in Form von 
Impulsformung benötige. Daher wäre noch interessant, wie weit ich die 
Pulse strecken muss, und wie sich das auf den Fehler auswirkt.

von Gustl B. (-gb-)


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Dazu hatte ich schon einen Thread aufgemacht. Also grob zusammengefasst:

Wenn der ADC mit 1 MSample/s abtastet, dann sieht der Eingang NICHT eine 
volle us das Signal sondern nur für eine deutlich kürzere Zeit. So hatte 
ich das verstanden, es ist also kein Mittelwert sondern quasi ein 
Momentanwert oder naja ein Mittelwert über einen sehr kurzen 
Zeitbereich.

Also entweder schneller abtasten oder eine Schaltung bauen die das 
Maximum festhält.

Wie lange sind deine Impulse? Die Anodenimpulse sind glaube ich eher 
sehr kurz.

Und welche Auflösung benötigt du? Uns würde es genügen wenn man ein 
Spektrum aus 32 oder mehr Kanälen bekommt, also mindestens 5 Bits.

Das war der Thread:
Beitrag "Fragen zu ADCs / mehrere ADCs versetzt sampeln lassen."

: Bearbeitet durch User
von szintillator (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Wenn der ADC mit 1 MSample/s abtastet, dann sieht der Eingang NICHT eine
> volle us das Signal sondern nur für eine deutlich kürzere Zeit. So hatte
> ich das verstanden, es ist also kein Mittelwert sondern quasi ein
> Momentanwert oder naja ein Mittelwert über einen sehr kurzen
> Zeitbereich.

Richtig, aber nicht beim Sigma-Delta-Wandler.

Der Sigma-Delta-Wandler funktioniert kompett anders. Ich habe das so 
verstanden, dass er (im Prinzip) ein ADC mit 1 Bit Auflösung und hoher 
Samplerate ist. Die höheren Auflösungen erreicht man nur durch 
Oversampling.

Prinzipiell sollte der DC-Anteil von Impulsen, die kürzer als 1 Sample 
sind noch abgebildet werden können. Interessant ist für mich 
ausschließlich der DC-Anteil. Ich vermute, der Sigma-Delta-Wandler wirkt 
effektiv wie ein Integrator über die gesamte Samplezeit.

Die Idee ist, einen recht "langsamen" Sigma-Delta-Wandler wie den 
http://www.ti.com/product/ads1146 nutzen zu können, und trotzdem 
passable Pulsraten zu erreichen.

Daher meine Frage. Mir fehlt nur jede Idee, wie weit ich die Impulse 
strecken muss, um welchen Fehler zu erreichen :-(

Ich weiß, dass man oft Spektroskopie mit Soundkarten treibt, daher auch 
die Idee mit dem Sigma-Delta-Wandler. Soundkarten sind ja genau das.

von Gustl B. (-gb-)


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Wie lang sind denn deine Impulse? Man will ja doch schnell genug 
abtasten damit man immer nur maximal einen Impuls erfasst während der 
Zeit eines Sampels.
Hängt also davon ab wie lang ein Impuls ist und wieviele das insgesamt 
in einer Zeiteinheit sind.

von szintillator (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Wie lang sind denn deine Impulse? Man will ja doch schnell genug
> abtasten damit man immer nur maximal einen Impuls erfasst während der
> Zeit eines Sampels.
> Hängt also davon ab wie lang ein Impuls ist und wieviele das insgesamt
> in einer Zeiteinheit sind.

Die Impulse sind extrem kurz (einstellige ns), so dass sowieso eine 
analoge Vorverarbeitung erfolgen muss. Also kann ich die Impulsbreite 
einstellen - das ist nur eine Frage von Bauteilwerten.

Wie schnell die Impulse hintereinander kommen, kann ich nicht sagen. Das 
hängt von der Empfindlichkeit der Anordnung ab. Ich habe aber definitiv 
nicht vor, hochradioaktives Material anzuschaffen, daher gehe ich mal 
von <50 Impulsen pro Sekunde aus.

Problem:
Wann ein Impuls auftritt, und was der Abstand zwischen zwei Impulsen 
ist, ist zufällig (wir reden hier von Radioaktivität - zufälliger geht 
nicht).
D.h. die Impulse will ich möglichst kurz wählen, um eine möglichst 
geringe Wahrscheinlichkeit zu haben, dass sich zwei Impulse zu einem 
addieren.

<100µs kling sinnvoll.

Wobei ich sagen muss, das sind Details. Momentan geht es mir eher darum, 
ob das Konzept an sich so aussichtsreich ist, dass sich ein Prototyp 
lohnt ;-)

von Gustl B. (-gb-)


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Ja diese kurzen Impulse haben wir auch. Nutzen sie aber nicht deren 
energieinformation.

Derzeit machen alle so kurzen Impulse über einen Komparator und ein 
logisches Signal ein Zeitfenster auf. Wenn dann innerhalb des 
Zeitfensters ein zweiter Impuls kommt, so wird der in ein anderes 
Spektrum sortiert. So können wir Zerfälle erkennen bei denen in sehr 
kurzer Zeit ein zweiter Zerfall folgt.

Aber besser wäre es diese kurzen Impulse selber zu nutzen. Bei einem 
Photomultiplier ist die Energieauflösung nicht so wichtig, es würde uns 
reichen wenn wir die Energie der kurzen Impulse mit 5 oder mehr Bits 
erfassen könnten.

Zeitgleich findet bei der selben Probe eine Gammamessung statt. Da ist 
die Energieauflösung ziemlich gut. Die Messung mit dem Szintillator wird 
da nur für die Koinzidenz verwendet. Es werden also nur Impulse gezählt 
die beide Detektoren sehen.

von Zeno (Gast)


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@TO
Du solltest Dich noch mal der Funktionsweise eines 
Szintillationsdetektor oder besser mit der eines Photomultipliers 
befassen.
Der Energieinhalt des detektierten Teilchens steckt in der Impulshöhe 
des Photomultiplierimpulses und nicht in der Fläche unter diesem.

von Gustl B. (-gb-)


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Sicher?

Da lösen Photonen eine Elektronenawine aus. Die Anzahl der Elektronen 
ist proportional zur Lichtmenge. Die Anzahl der Elektronen ist aber eine 
Ladungsmenge. Die Spannung wird durch einen Strom hervorgerufen und der 
Strom über die Zeit ergibt die Ladung.
Die Spannung ist aber auch proportional zur Stromstärke. Also die 
maximale Spannung ist da wo der Strom maximal ist.
Ich vermute das ist egal ob man jetzt die Fläche oder die 
Maximalspannung nimmt. Wenn die Impulsform konstant sind ist beides 
proportional zur Energie.

von Egon D. (egon_d)


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szintillator schrieb:

> Im Endeffekt will ich die Fläche der Pulse wissen, weil
> darin die Information steckt, wieviel Energie das gerade
> detektierte Photon hat. Und da wäre die Frage, ob ein
> Sigma-Delta-Wandler sinnvoll ist.

Nicht übermäßig.


> Grund:
> Soweit ich verstanden habe, erfasst der Sigma-Delta-Wandler
> ja nicht zeitdiskrete Einzelwerte (also Punkte auf dem
> Grafen), sondern im Endeffekt "Mittelwerte" über den
> Abtastzeitraum.

Das stimmt zwar, aber wenn Du im Eingang mal ausnahmsweise
das Abtastfilter vorsiehst, dass JEDES vernünftige Lehrbuch
erwähnt, dann erreichst Du auch mit einem "momentan"
umsetzenden Wandler (Flash-ADC) den gewünschten Effekt.

Wenn Dir klar ist, wie man mit Splines und einigen diskreten
Stützstellen eine KONTINUIERLICHE Kurve beschreiben kann,
dann sollte Dir auch zugänglich sein, wie man mit den diskreten
Stützstellen, die der ADC liefert, eine KONTINUIERLICHE
Messkurve beschreiben kann.

von Zeno (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Sicher?
>
> Da lösen Photonen eine Elektronenawine aus. Die Anzahl der Elektronen
> ist proportional zur Lichtmenge. Die Anzahl der Elektronen ist aber eine
> Ladungsmenge. Die Spannung wird durch einen Strom hervorgerufen und der
> Strom über die Zeit ergibt die Ladung.
> Die Spannung ist aber auch proportional zur Stromstärke. Also die
> maximale Spannung ist da wo der Strom maximal ist.
> Ich vermute das ist egal ob man jetzt die Fläche oder die
> Maximalspannung nimmt. Wenn die Impulsform konstant sind ist beides
> proportional zur Energie.

Beim Photomultiplier wird nur das Ergebnis der Vervielfachung 
registriert. Die Impulse sind sehr kurz, so das die genaue Bestimmumg 
der Fläche unter dem Impuls technisch sehr schwierig wird.
Der Photomultiplier arbeitet eher "digital". Die eintreffenden Photonen 
lösen  (je nach Energie) ein oder mehrere Elektronen aus der Katode. Die 
Elektronen werden beschleunigt und lösen jetzt aus der folgenden Dynode 
wiederum (mehr) Elektronen heraus. Dieser Vorgang wiederholt sich jetzt 
entspechend der Anzahl der Dynoden. Am Ende fließt der Elektronenstrom 
über die Anode ab und kann als Impuls registriert werden. Die Impulshöhe 
ist von der Anzahl der Elektronen abhängig.

von Egon D. (egon_d)


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Zeno schrieb:

> Die Impulse sind sehr kurz, so das die genaue Bestimmumg
> der Fläche unter dem Impuls technisch sehr schwierig wird.

Richtig.

Genau deshalb ist es weithin üblich, die Pulse nicht
unbearbeitet zu registrieren, sondern vorher eine
Pulsformung vorzunehmen. Die Pulsformer sind lineare,
zeitinvariante Systeme -- das bedeutet, dass ein
fester, genau determinierter Zusammenhang zwischen
der Energie des Eingangspulses und der des Ausgangs-
pulses vorliegt.

All das ist hier auch schon tausendmal durchgekaut
worden.

von Gustl B. (-gb-)


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Nein Photomultiplier arbeiten nicht digital. Die Impulshöhe und die 
Fläche darunter sind abhängig von der Lichtmenge.

Ja, man verwendet üblicherweise Pulseshaping. Machen wir hier auch und 
bekommen so mit dem Photomultiplier eine ordentliche Energieauflösung 
hin.
Der Nachteil ist aber, dass dieses Pulseshaping die Impulse sehr viel 
breiter macht. Man kann also schnell aufeinanderfolgende Impulse nicht 
mehr unterscheiden. Das ist dem Threadersteller hier vermutlich egal. In 
meinem Anwendungsfall im oben verlinkten Thread aber nicht.

Hier würde ich tatsächlich empfehlen die Impulse vorher breiter zu 
machen wenn das für die Anwendung OK ist. Daher hatte ich auch oben 
geschrieben das es mit der Gesamtzahl der Impulse in einer Zeiteinheit 
zusammenhängt.

Egon D. schrieb:
> Wenn Dir klar ist, wie man mit Splines und einigen diskreten
> Stützstellen eine KONTINUIERLICHE Kurve beschreiben kann

Das ist mir noch nicht klar. Also ja, dass das funktioniert weiß ich 
schon, aber ich weiß nicht wie ich das rechnerisch dann tatsächlich 
mache. Ich kann die Sampelrate virtuell erhöhen, also Sampel wiederholen 
und dann tiefpassfiltern, aber das braucht viele Rechnungen und ist in 
Echtzeit wohl kaum machbar. Gibt es da eine andere Möglichkeit?

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Zeno schrieb:
> Der Energieinhalt des detektierten Teilchens steckt in der Impulshöhe
> des Photomultiplierimpulses und nicht in der Fläche unter diesem.

Da denk nochmal drüber nach. Alleine die Übertragungsfunktion von PMT 
und ggf. Signalkonditionierung macht dir da schon einen Strich durch die 
Rechnung.

von Wolfgang (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Hier würde ich tatsächlich empfehlen die Impulse vorher breiter zu
> machen wenn das für die Anwendung OK ist.

Was der TO braucht, ist ein Ladungsverstärker. Die erzeugte Spannung 
kann man sich dann mit dem ADC angucken.

von Lurchi (Gast)


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Der Puls direkt vom PMT ist sehr kurz. Durch die Nachfolgende 
Verstärkung und in der Regel zusätzliche Pulsformung (spezielles Filter) 
wird die Form des Pulses bestimmt. Ob man die Höhe oder die Fläche unter 
dem Puls bestimmt ist weitgehend egal, weil die Form immer gleich ist.

Der SD ADC integriert das Signal. Je nach Art des Filters im ADC kann 
das der einfache Mittelwert sein, es gibt aber auch andere Filterformen, 
wo dann eine etwas andere Wichtungsform dazu kommt.

Im Prinzip passt das mit SD ADC und aufsummieren der Signale schon.

Vom Rauschen her sollte man die Pulsformung nicht zu weit treiben. Je 
länger man die Pulse dehnt, desto mehr vom höherfrequenten Signalanteil 
geht auch verloren. Dazu kommt, dass es auch einen Untergrund von ganz 
kleinen Impulsen gibt (niedrige Energie und Rauschen des PMT).

Auch wenn man nur eher kleine Pulsraten erwartet sollte man also nicht 
zu langsam wandeln. Man bekommt sonst nur mehr Rauschen rein. Je nach 
Ansprechschwelle bekommt man 20-50 count/s schon vom Untergrund. Der 
ADS1146 ist da ggf. schon eher etwas langsam. Die üblichen 50 kSPS der 
Audio wandler passen vermutlich schon ganz gut - ggf. kann man auch 3 
oder 4 Samples zusammenfassen, wenn der Puls länger ist.

von Gustl B. (-gb-)


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Wir verwenden da die 7243 und 7244 Verstärker von Tennelec und auch den 
671 von Ortec.

von szintillator (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Was der TO braucht, ist ein Ladungsverstärker. Die erzeugte Spannung
> kann man sich dann mit dem ADC angucken.

Das habe ich mir als Alternative überlegt.
Einen Ladungsverstärker, der mit einem Analogswitch zurücksetzbar ist, 
sobald ein ADC den Wert ermittelt hat.

In der Simulation funktioniert das auch einigermaßen. Mir gefällt aber 
die Komplexität nicht so sehr.

Egon D. schrieb:
> Wenn Dir klar ist, wie man mit Splines und einigen diskreten
> Stützstellen eine KONTINUIERLICHE Kurve beschreiben kann,
> dann sollte Dir auch zugänglich sein, wie man mit den diskreten
> Stützstellen, die der ADC liefert, eine KONTINUIERLICHE
> Messkurve beschreiben kann.

Stimmt, das ist ein guter Einwand.
Eigentlich kann ich genausogut einen SAR-ADC mit z.B. 10MSPS nehmen, und 
die Pulse soweit strecken, dass das Abtasttheorem eingehalten wird.

Gustl B. schrieb:
> Egon D. schrieb:
>> Wenn Dir klar ist, wie man mit Splines und einigen diskreten
>> Stützstellen eine KONTINUIERLICHE Kurve beschreiben kann
>
> Das ist mir noch nicht klar. Also ja, dass das funktioniert weiß ich
> schon, aber ich weiß nicht wie ich das rechnerisch dann tatsächlich
> mache. Ich kann die Sampelrate virtuell erhöhen, also Sampel wiederholen
> und dann tiefpassfiltern, aber das braucht viele Rechnungen und ist in
> Echtzeit wohl kaum machbar. Gibt es da eine andere Möglichkeit?

Das Problem mit der Rekonstruktion stellt sich mir auch.
Ein bischen Google sagt, es gäbe z.B: SINC-Interpolation:
https://www.dsprelated.com/freebooks/pasp/Windowed_Sinc_Interpolation.html
Wenn hier jemand Tipps hat, das wäre toll.

von Gustl B. (-gb-)


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Ja diese Interpolation gibt es und sie hat auch Nachteile:
http://www.johnloomis.org/ece561/notes/sinc_interp/sinc_interp.html

Was ich noch nicht verstanden habe:
Ist die Sinc Interpolation etwas anderes als ein FIR Filter dessen 
Filterkernel wie die Sinc Funktion aussieht?
Oder ist das nur ein Name für die Anwendung eines Filters mit einem 
Filterkernel von Sinc Aussehen?


Das Problem ist, dass für die kurzen Impulse von wenigen ns Länge eine 
hohe Abtastrate nötig wird. Alleine schon um diese dann rekonstruierbar 
zu erfassen. Und diese Abtastrate muss dann noch interpoliert werden. 
Das braucht viele schnelle Multiplikationen.
Als Beispiel eine Abtastung von 250 MSample/s, damit trifft man jeden 
den kurzen Impulse mit wenigen Samples. Und das will man dann 
interpolieren auf eutlich mehr wie 250 MSample/s virtuell, so 2-4 
GSample/s. Das werden irre viele Multiplikatoren die man braucht um das 
in Echtzeit rechnen zu lassen.

Die Lösung wäre hier, dass man das upgasampelte Signal durch einen IIR 
Filter schickt. Aber wie man diese baut in VHDL habe ich noch nicht 
gemacht, das sieht für mich als Laie etwas nach Magie aus.

von Zeno (Gast)


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Egon D. schrieb:
> Genau deshalb ist es weithin üblich, die Pulse nicht
> unbearbeitet zu registrieren,

Genau das wollte ich ausdrücken. Und ja es existiert ein fester 
Zusammenhang zwischen auslösendem Photon und dem erzeugten 
Spannungsimpuls, nämlich die Impulsamplitude. Deshalb wird der Impuls 
auch erst geeignet verstärkt und dann per S&H zwischengespeichert. Die 
Fläche unter dem Impuls interessiert überhaupt nicht. Die Amplitude des 
Impulses ist entscheident und läßt Rückschlüsse auf die Strahlungsquelle 
zu. Wer's nicht glaubt lese hier 
http://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/Detektoren/scintillation/scintillation.htm 
nach. Da ist alles bestens beschrieben. Der Autor beschreibt auch einen 
passenden Schaltungsaufbau für das Vorhaben 
(http://www.rapp-instruments.de/Elektronik/Messtechnik/mca/mca.htm)

Gustl B. schrieb:
> Nein Photomultiplier arbeiten nicht digital. Die Impulshöhe und die
> Fläche darunter sind abhängig von der Lichtmenge.
Was meinst Du warum ich das digital in Anführungszeichen geschrieben 
habe? Die Vervielfachung der Elektronen ist schon irgendwie "digital". 
Betrachten wir mal den theoretischen Fall, das ein Photon genau ein 
Elektron aus der Katode löst. Dieses Elektron löst aus der folgenden 
Dynode 2 Elektronen heraus, bei der nächsten sind es dann schon 4 usw. 
Das hat schon was "digitales". Wie viele Elektronen pro Elektron aus der 
Dynode herausgelöst werden hängt halt vom Photomultiplier und dessen 
Beschaltung ab. Wie gesagt das war nur eine theoretische Überlegung, um 
zu zeigen das "digital" gemeint war. Wie viele Elektronen aus der Katode 
bei initial herausgelöst werden hängt halt von der Energie des Photons 
ab. Dementsprechend sind es auch am Ende der Kette mehr oder weniger 
Elektronen die zum Stromfluß beitragen und einen entsprechenden Impuls 
mit entsprechender Amplitude erzeugen.

von Zeno (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Zeno schrieb:
>> Der Energieinhalt des detektierten Teilchens steckt in der Impulshöhe
>> des Photomultiplierimpulses und nicht in der Fläche unter diesem.
>
> Da denk nochmal drüber nach. Alleine die Übertragungsfunktion von PMT
> und ggf. Signalkonditionierung macht dir da schon einen Strich durch die
> Rechnung.

Muß ich nicht mehr drüber nachdenken - habe schon getan und selbst schon 
was in der Richtung gemacht. Schau Dir die im letzten Post von mir 
verlinkte Seite 
(http://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/Detektoren/scintillation/scintillation.htm) 
an, dort ist es bestens erklärt. Auch das dort verlinkte Buch von dem 
Typen ist lesenswert.
Ich habe gut zehn Jahre mit PMT's zu tun gehabt und weis wie das Teil 
funktioniert. Allerdings ging es bei uns seinerzeit nicht um 
Szintillation. Bei uns bestand einfach die Aufgabe das 
Intensitätsmaximum eines reflektierten monochromatischen Lichtstrahles 
mit sehr geringer Helligkeit zu bestimmen. Heutzutage würde man das mit 
einem Halbleitersensor machen aber vor 35 Jahren gab es da noch nicht 
das Passende.

von Phil E. (aktiver_mitleser)


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Gustl B. schrieb:
> Was ich noch nicht verstanden habe:
> Ist die Sinc Interpolation etwas anderes als ein FIR Filter dessen
> Filterkernel wie die Sinc Funktion aussieht?
> Oder ist das nur ein Name für die Anwendung eines Filters mit einem
> Filterkernel von Sinc Aussehen?

Sinc-Interpolation ist normalerweise ein Filter, das im Zeitbereich 
Sinc-förmig aussieht und im Frequenzbereich ein Rechteck ist, dadurch 
kommt durch die Interpolation keine unerwünschte neue Energie ins 
Spektrum.

Ein Sinc-Filter hingegen ist ein Filter, das im Frequenzbereich 
Sinc-förmig ist und im Zeitbereich rechteckig, das ist ein simpler 
Moving-Average bzw. Boxcar-Filter

von Lurchi (Gast)


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Zeno schrieb:
> Egon D. schrieb:
>> Genau deshalb ist es weithin üblich, die Pulse nicht
>> unbearbeitet zu registrieren,
>
> Genau das wollte ich ausdrücken. Und ja es existiert ein fester
> Zusammenhang zwischen auslösendem Photon und dem erzeugten
> Spannungsimpuls, nämlich die Impulsamplitude. Deshalb wird der Impuls
> auch erst geeignet verstärkt und dann per S&H zwischengespeichert. Die
> Fläche unter dem Impuls interessiert überhaupt nicht. Die Amplitude des
> Impulses ist entscheident und läßt Rückschlüsse auf die Strahlungsquelle
> zu.

Das Abtasten per S&H ist die alte "analoge" Methode. Alternativ zur S&H 
Schaltung kann man auch einen Spitzenwert-Detektor nutzen. Damit ist die 
Triggerschwelle und Verzögerung nicht mehr so kritisch.

Weil die Pulsform fest ist, ist es egal ob man die Amplitude an Hand der 
Spannung am Maximum, nach einer bestimmten Verzögerung, oder die Fläche 
unter dem Peak (festes Zeitfenster um den peak) nutzt. Die Größen sind 
alle proportional zur Zahl der Elektronen vom PMT. Vom Rauschen her 
sollte die Auswertung der Fläche etwas besser sein, wenn man das Fenster 
um den Peak passend wählt.

Die Auswertung per ADC ist eine Alternative zur klassischen analogen 
Auswertung. Man spart sich das Problem die passende Triggerschwelle / 
Verzögerung zu finden und kommt ggf. mit weniger Hardware aus. Ein 
integrierender ADC kann dabei als eine zusätzliche Pulsformung gesehen 
werden, um die Fläche zu erfassen, ähnlich wie man es mit 
Ladungsverstärker und zurücksetzen machen würde. Die Digitale Auswerung 
der Pulsamplitude funktioniert gut und wird auch genutzt.

Die eigentlich Frage des TO war nach der passenden Abtastrate bzw. 
Pulsdehnung. Das Fester, das der ADC abtastet sollte so schmal wie 
möglich sein, aber den Puls (weitgehend) ganz erfassen. Mit der Summe 
aus nur 2 ADC Werten ist da schon einiges an Zeit die unnötig erfasst 
wird: Der Puls sollte etwa 1 ADC Interval lang sein, es werden aber 2 
benutzt. Mit einer etwas höheren Abtastrate und dann 3 oder ggf. 4 
Werten um den maximalen Wert könnte man weniger an Rauschen erfassen. 
Der Puls wäre etwa 2 bzw. 3 Intervalle lang und man erfasst 3 bzw. 4.

Insgesamt sollte man den Puls nicht zu sehr dehnen, d.h. der ADC sollte 
schon etwas schneller sein, schon um die Überlappung von Pulsen zu 
reduzieren.

Bei genügend schneller Abtastung und begrenzter Signalbandbreite geht es 
auch mit einem abtastenden ADC. D.h. auch so etwas wie ein µC mit 
internem 1 MSPS ADC wäre eine gute Wahl. Die Auswertung würde dann mehr 
Samples (z.B. 20) umfassen und könnte ggf. entsprechend der Pulsform 
wichten.

von W.S. (Gast)


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Zeno schrieb:
> Muß ich nicht mehr drüber nachdenken - habe schon getan und selbst schon
> was in der Richtung gemacht. Schau Dir die im letzten Post von mir
> verlinkte Seite
> 
(http://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/Detektoren/scintillation/scintillation.htm)
> an, dort ist es bestens erklärt. Auch das dort verlinkte Buch von dem
> Typen ist lesenswert.

Ähem... räusper, räusper..

Also erstens: sollte man auch dem Rapp nicht ohne eigenes Nachdenken 
alles glauben.

Und zweitens:
Allen Strahlungsdetektoren, die nicht wie Geiger-Müller grundsätzlich 
bis in die Sättigung gehen, sondern mehr oder weniger proportional 
arbeiten, ist eines gemeinsam:

Die Energie, die ein Teilchen durch's Wechselwirken im Detektor 
verliert, äußert sich durch eine zur verlorenen Energie proportionalen 
Anzahl von Elektronen - und das ist ein STROM-IMPULS!

Der kann kurz und heftig oder länger und weniger heftig sein, aber eins 
gilt immer: man muß tatsächlich die geflossene Ladungsmenge erfassen, 
also quasi die Anzahl der aus dem Detektor herausgekommenen Elektronen.

Und dazu nimmt man einen sogenannten ladungsempfindlichen Verstärker.

Damit erfaßt man im Prinzip die Fläche unter dem Spannungs-Impuls, den 
man sich dadurch macht, daß man die hereinkommenden Elektronen auf eine 
Kapazität auflaufen läßt (also im Grunde ein Integrator) und zugleich 
diesen Kondensator über einen parallel liegenden Widerstand wieder 
entladen läßt.

Den Widerstand braucht man nicht zu schalten, denn dessen Einfluß auf 
die Kurvenform kann man errechnen und berücksichtigen.

Der Knackpunkt der ganzen Sache besteht darin, daß man bei einem 
Integrator aus dessen Spitzenspannung die hereingekommene Ladungsmenge 
errechnen kann. Deshalb die an so einen Integrator angeschlossene 
Sample&Hold-Stufe, die dazu dient, die Spitzenspannung mit einem 
langsameren ADC erfassen zu können. Und der wir von einer 
Spitzenerkennung getriggert.

Und NEIN, einen schnellen ADC, der in einem festen Raster wandelt, kann 
man hier nicht gebrauchen. Nur wenn ein ADC so gestrickt ist, daß er die 
S&H-Stufe gleich mit drin hat, dann muß kann man ihn direkt verwenden.

Nochmal zum wirklichen Begreifen: Wichtig ist die hereinkommende 
Ladungsmenge, diese erfaßt man mit einem Integrator, der sich selbst 
wieder entlädt, und dessen Spitzenspannung ist dann proportional zur 
Ladungsmenge (und natürlich auch beeinflußt durch die Zeitkonstanten des 
Integrators für's Auf- und wieder Ent-Laden).

Wen's hier näher interessieren sollte, dem empfehle ich den Meiling 
(Kernphysikalische Elektronik, WTB - Wissenschaftliche Taschenbücher, 
Band 160) Ist zwar steinalt, aber Newton's Gravitationsgesetz ist noch 
VIEL älter, und der Pythagoras nochmals ein ganzes Stück älter - und 
gelten immer noch.

W.S.

von Gustl B. (-gb-)


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W.S. schrieb:
> Und NEIN, einen schnellen ADC, der in einem festen Raster wandelt, kann
> man hier nicht gebrauchen. Nur wenn ein ADC so gestrickt ist, daß er die
> S&H-Stufe gleich mit drin hat, dann muß kann man ihn direkt verwenden.

Eigentlich jeder ADC hat doch sowas schon eingebaut. Hier der z. B. hat 
das drinnen 
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9650.pdf 
.

Also ja, ich bekomme mit so einem ADC Messungen der Eingangsspannung zu 
einzelnen Zeitpunkten die aber einen festen Abstand zueinander haben.
Da kann man jetzt den genauen bandbreitenbegrenzten Signalverlauf 
rekonstruieren.

Gemessen werden soll die Ladung, diese lässt man abfließen, das ist ein 
Strom. Fließt der durch einen ohmschen Widerstand, so kann man über dem 
Widerstand eine Spannung proportional zum Strom messen und so wieder auf 
die Ladung kommen.

Philipp M. schrieb:
> Sinc-Interpolation ist normalerweise ein Filter, das im Zeitbereich
> Sinc-förmig aussieht und im Frequenzbereich ein Rechteck ist, dadurch
> kommt durch die Interpolation keine unerwünschte neue Energie ins
> Spektrum.

OK, verstanden. Jetzt ist der Gedanke, dass man vielleicht die 
Abtastrate virtuell erhöht durch Widerholung der Abtastwerte und dann 
ein Tiefpassfilter.
Wie würde man das mit möglichst wenig Rechenaufwand/Hardware bauen?

von Lurchi (Gast)


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Mein Vorschlag für einen einfachen Aufbau:

Per RC als "Ladungsverstärker" mit Widerstand zum entladen den Puls aus 
genügende Breite (z.B. 10 µs) bringen. Das kann direkt am PMT sein, oder 
als extra Pulsformerstufe. Das Signal könnte man nach passender 
Verstärkung etwa auf den ADC eines STM32F3... geben. Je mach Modell kann 
man mit etwa 1-4 MHz abtasten. Das ist schnell genug um sich nicht um 
die Details Integrierend oder abtastend kümmern zu müssen, weil nur 
wenig Amplitude jenseits des Nyquist Limits verbleibt - zu Not noch ein 
bisschen mehr filtern.

Aus dem Signalstrom kann man dann in Echtzeit Peaks als ausgeprägte 
Maxima detektieren. Irgend etwas wie  (U(1) - U(2) -U(3) + U(4)) > Limit 
und U(1) < U(2) und U(4) < U(3) sollte aus Kriterium ausreichen.

Dann um den Peak herum die Fläche berechnen: etwa 5 Werte vor dem 
Maximum und etwa 10 danach aufsummieren. Wenn das Abklingen eher langsam 
ist, kann man im danach Teil ggf. noch Wichtungsfaktoren dazu nehmen. 
Die Details hängen davon ab wie der Puls dann aussieht, ggf. sind es 
auch ein paar mehr Punkte.

von Stephan (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Per RC als "Ladungsverstärker" mit Widerstand zum entladen den Puls aus
> genügende Breite (z.B. 10 µs) bringen.

So in der Art würde ich das auch machen. 50 Pulse / Sekunde sind nicht 
viel.

Mit z.B. Samplerate von 1MSPS und einer RC-Zeitkonstante von 20µs ergibt 
sich ein maximaler Fehler von 5% um die der Kondensator nach einem 
Impuls bis zur nächsten Messung (max. 1 µs) bereits entladen ist.
Von aufeinanderfolgenden Messwerten ist der höchste der relevante.
Zwischen den Impulsen sollten mindestens 5 Zeitkonstanten (also 100µs) 
liegen.

Bei 50 Pulsen/Sek ist die Wahrscheinlichkeit eines Pulses in einem 
100µs-Fenster 0.5%. Für 2 Pulse ca. 0.0025%. Also alle 40.000 
100µs-Slots ein Doppelpuls (oder alle 4s).
Doppelpulse mit mehr als 10µs Abstand sollten sich sicher identifizieren 
lassen und solche mit 20µs rechnerisch korrigieren lassen.
Das wären dann worst case alle 400s ein nicht (sicher) identifizierbarer 
Doppelpuls) und alle 100s ein identifizierbarer Doppelpuls bei dem die 
Energien nicht richtig berechnet werden können..

von szintillator (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Das Problem ist, dass für die kurzen Impulse von wenigen ns Länge eine
> hohe Abtastrate nötig wird. Alleine schon um diese dann rekonstruierbar
> zu erfassen. Und diese Abtastrate muss dann noch interpoliert werden.
> Das braucht viele schnelle Multiplikationen.

Bin hierzu auf folgendes gestoßen:
http://www.desy.de/~garutti/LECTURES/ParticleDetectorSS12/L8_readoutElectronics.pdf

Den Shaper kann man mit einem Verstärker kombinieren, um die Impulse auf 
quasi beliebige Form zu bringen.

Ich werde mir einen passenden Shaper mal (in LTspice) aufbauen. Wenn ich 
eine Schaltung habe, werde ich sie hier posten. Dazu muss ich das aber 
erst einmal völlig verstanden habe, insbesondere diese Kompensation, die 
ein Unterschwingen verhindert.

Vermutlich werde ich als µC einen PIC32MZ (EF) verwenden. Der hat einen 
recht flotten ADC, DSP-Befehle und 512k RAM. Ich denke, ich werde die 
Pulse auf 5-10µs strecken und mit z.B. 10MSPS abtasten.

von W.S. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Also ja, ich bekomme mit so einem ADC Messungen der Eingangsspannung zu
> einzelnen Zeitpunkten die aber einen festen Abstand zueinander haben.
> Da kann man jetzt den genauen bandbreitenbegrenzten Signalverlauf
> rekonstruieren.

Erstens kannst du genau DAS nicht und zweitens ist es sinnlos. Du hast 
nämlich alles andere als einen bandbreitebegrenzten Spannungsverlauf.

Warum kapieren alle hier versammelten Programmierer solche einfachen 
physikalischen Zusammenhänge bloß nicht?

Das Einzige, was wirklich ne Bank ist, das ist die schiere Menge der 
Ladung, die aus dem Detektor rauskommt. In welcher Kurvenform IST 
UNGEWISS UND UNBEDEUTEND. Die Kurvenform eines Hiebes von nur einigen 
Nanosekunden kann man ohnehin nicht per Sampling erfassen - und wozu 
auch!

Also konzentriert euch lieber darauf, wie man Ladungsmengen mißt, die in 
kurzen, aber in ihrer Form unvorhersagbaren Stößen in den Eingang der 
Elektronik hineinknallen. Oft genug binnen weniger Nanosekunden. Ich sag 
da nur Passiver Integrator, also induktionsarmer kleiner Kondensator. 
Dessen Größe bestimmt dann die zum Auswerten auflaufende Spannung und 
damit den meßbaren Eingangs-Energiebereich.

Ja, die Abkling-Zeitkonstante kann man bei geringer Ereignishäufigkeit 
schon einigermaßen groß machen und damit sich das Rechnen erleichtern. 
Allerdings handelt man sich damit auch ein Pile-Up ein, was einem die 
Ergebnisse an anderer Stelle versaut.

W.S.

von Gustl B. (-gb-)


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W.S. schrieb:
> Erstens kannst du genau DAS nicht und zweitens ist es sinnlos. Du hast
> nämlich alles andere als einen bandbreitebegrenzten Spannungsverlauf.

Ähm ... also ich kann das vermutlich tatsächlich nicht, aber wenn das 
Signal bandbreitenbegrenzt ist dann ist das schon möglich. Und begrenzen 
kann man das selber durch einen Tiefpassfilter vor dem ADC.

Wenn da Ladung ankommt ist das ein Strom. An einem Widerstand ist dann 
die Spannung proportional zum Strom. Der Strom oder die Spannung über 
die Zeit aufsummiert ist also proportional zur Ladung.
Wo ist mein Denkfehler?
Ich würde also versuchen die Fläche unter dem Impuls zu bestimmen.

Aber weil diese Impulse doch immer die selbe Form haben kann man auch 
sagen, dass die Maximalspannung proportional zur Energie ist. Man kann 
also auch die Höhe bestimmen.

Ja, der Threadersteller hier muss nicht diese kurzen Impulse verwenden. 
Er kann die pulseshapen und dann längere Impulse weiterverarbeiten.

Ich möchte diese kurzen Impulse aber verwenden weil bei sehr schnell 
aufeinanderfolgenden Zerfällen nach dem Shaping die Impulse nicht mehr 
zu unterscheiden sind.

: Bearbeitet durch User
von Zeno (Gast)


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@W.S.
Der Herr Rapp macht es, bis auf den Integrator, schon so wie Du es 
beschreibst. Bei so einem kurzen Impuls bin ich mir nicht sicher ob man 
das noch vernünftig integrieren kann.
Ich denke schon das die Amplitude des Impulses ein gutes Maß für die 
über den Arbeitswiderstand des PMT's abfließenden Strom respektive 
Ladungsmenge ist.
Mir ist schon klar das man mit einem Integrator die Ladungsmenge unter 
dem Impuls erfasst. Die Frage bei derartig kurzen Impulsen ist halt nur 
wie genau ich integrieren kann.

von Stephan (Gast)


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W.S. schrieb:
> Ja, die Abkling-Zeitkonstante kann man bei geringer Ereignishäufigkeit
> schon einigermaßen groß machen und damit sich das Rechnen erleichtern.
> Allerdings handelt man sich damit auch ein Pile-Up ein, was einem die
> Ergebnisse an anderer Stelle versaut.

Ich denke:
Die Abkling-Zeitkonstante muss man sogar einigermaßen groß machen.
Es ist ja nicht bestimmbar ob der Puls unmittelbar nach dem letzten 
Sample oder unmittelbar vor dem aktuellen Sample erfolgt ist.
Je kleiner die Zeitkonstante umso größer wird der Fehler durch die 
Zeitdifferenz Puls-Sample.

von Rainer V. (a_zip)


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Hallo, ich kann mich an ein Projekt bei den Aerodynamikern (als 
Student...) erinnern, wo eine Photomultiplier-Auswertung entwickelt 
wurde. Dort wurde auch ein Ladungsverstärker eingesetzt, von 
Teledyne-Philbrick der an die 1KMark kostete und Terra-Ohm-Widerstände 
von je 2 oder 300DM (einige erinnern sich vielleicht an diese Firma...) 
Wichtigste Parameter dabei waren Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur. 
Für die Ablaufsteuerung der Messung wurde ein 
"High-Speed-Schmitt-Trigger entwickelt, der mit automatischer 
Offset-Korrektur und einer Anstiegszeit von 10pS arbeitete. Weiterhin 
wurden 8 Sample-Hold-Stufen als Ringspeicher gebaut, damit man die 
Spannungen in erträglicher Zeit auslesen konnte. Da ich das Institut 
nach 2 Semestern verlassen mußte, weiß ich nicht, ob der Messplatz 
fertig geworden ist. Aber ich denke, das Vorgehen müßte heute zumindest 
ähnlich sein.
Gruß Rainer

von Lurchi (Gast)


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Der Puls direkt von der Hardware ist schon sehr kurz - wenn auch nicht 
im einstelligen ns Bereich. Auch der Szintillator gibt meist schon eine 
Breite im Bereich einiger 10 ns, ggf. 100 ns, und die kann ggf. auch 
variieren. Nach einem Verstärker mit begrenzter Bandbreite und 
spätestens nach einen nennenswerten Stufe zur Pulsformung ist die 
Pulsform durch diese Stufe vorgegeben. Die Pulsformung ist übrigens 
nichts anders als eine Art Tiefpassfilterung, die spezielle so gewählt 
ist, dass man eher keine Unterschwinger bekommt.

Wegen der festen Pulsform hat man für die Amplitudenbestimmung die Wahl 
die Fläche zu bestimmen oder ersatzweise die Spannung im Maximum zu 
messen. Die Messung der Peak-höhe ist der alte eher analoge Weg. Auch 
dass geht für die eher großen Pulse ganz gut. Auch analog kann man die 
Fläche unter dem Peak bestimmen, das ist aber relativ aufwändig.

Die Messung der Fläche geht ganz gut auch "digital", indem man ein paar 
Werte aufsummiert. Wenn man über den peak verteilt genügend ADC werte 
bekommt, könnte man theoretisch auch so etwas wie eine Kurvenanpassung 
machen und so rauschen noch besser unterdrücken. Im Prinzip sind das 2 
Schritte: einmal die Bestimmung der genauen Position und dann die 
passende Amplitude. Die Amplitude wäre dann über eine gewichtete Summe 
mit einer Funktion ganz ähnlich dem Peak als Wichtung.

Im Prinzip kann man dabei auch noch Pulse verarbeiten, wo 2 Peaks nicht 
mehr ganz getrennt sind. Das ist dann aber rechnerisch schon aufwändiger 
und eher nicht mehr in Echtzeit zu machen, sollte aber auch nicht so oft 
vorkommen.

von Rainer V. (a_zip)


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Ich erinnere mich auch noch vage, dass bei der Auswertung der 
"Ringspeicher" ein sogenannter 5-8-Vergleich im Spiel war. Das wäre dann 
sowas wie ein gewichteter Mittelwert. Außerdem war es seinerzeit 
wichtig, dass kein Impuls verloren ging. Als untere Grenze sollten 500nS 
erreicht werden. Aber wie gesagt...
Gruß Rainer

von szintillator (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

ich hab mal eine Schaltung zusammengeklickt, nach folgenden Quellen:
http://www.desy.de/~garutti/LECTURES/ParticleDetectorSS12/L8_readoutElectronics.pdf
http://ns.ph.liv.ac.uk/~ajb/ukgs_nis/pre-course-material/lec2-03.pdf

Siehe Anhang. Ich hab mal die Simulation angehängt, und ein Bild der 
Schaltung.

Jedenfalls wird der (kurze) Impuls über einen Ladungsverstärker erfasst.

Dahinter ist ein CR-RC Netzwerk, dass den Puls in der Bandbreite und der 
Breite begrenzt. Mit 1-10MSPS sollte sich der Impuls gut abtasten 
lassen.

Dahinter ist ein Verstärker.

Wo ich noch Tipps gebrauchen könnte:
R11 verhindert ein "Unterschwingen" nach dem Impuls. Mir ist nicht klar, 
welchen Wert der haben muss.
Hier finde ich nichts in diversen Appnotes.

von Rainer V. (a_zip)


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szintillator schrieb:
> Jedenfalls wird der (kurze) Impuls über einen Ladungsverstärker erfasst.
>
> Dahinter ist ein CR-RC Netzwerk, dass den Puls in der Bandbreite und der
> Breite begrenzt. Mit 1-10MSPS sollte sich der Impuls gut abtasten
> lassen.

Obwohl ich das Ganze jetzt recht spannend finde, scheint mir die analoge 
Auswertung doch auch bedenkenswert. Die ganzen "Begrenzungen", die 
nachher herausgerechnet werden müssen, passen mir irgendwie nicht. Wenn 
ich nachher noch "Bock" habe, dann versuche ich mal das, was ich in 
Erinnerung habe, in Spice zu packen.
Gruß Rainer

von Rainer V. (a_zip)


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szintillator schrieb:
> szintillator

Hi, mich würde interessieren, welchen OP du in der Simulation verwendet 
hast. Ein Ladungsverstärker ist schon eine Welt für sich!
Gruß Rainer

von Lurchi (Gast)


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So kritisch sollte der OP nicht sein. Von der Tendenz her sollte ein 
eher schneller JFET basierter OP passen. Wenn man keine so hohen 
Ansprüche hat etwa LF356, wenn es etwas besser werden soll etwa OPA134. 
Das Signal vom PMT ist normalerweise schon recht stark, dass man keine 
so super rauscharmen Verstärker benötigt, und schneller vor allem wenn 
man kurze Peaks braucht.


Ich habe mal so etwas nach der alten "analogen" Methode aufgebaut: Die 
Pulsformung war einfach nur der Verstärker. Für den Tigger der µC 
interne Komparator und dann ein Peakdetektor mit 2 OPs und dann auf den 
ADC im AVR.
Wenn ich mich richtig erinnere irgendwas wie TL07x und LM318. Der LM318 
als Puffer wo man sonst eigentlich einen low bias Typen erwartet, so 
dass der Detektor definiert nach unten driftet und nie nach oben. Die 
Schaltung ist nicht perfekt aber ausreichend, sofern das Signal gut ist.

Die digitale Auswertung könnte ggf. etwas weniger Rauschen liefern, was 
vor allem bei kleinen Peaks (oder weniger effizienten Szintillator) 
nützlich sein kann. Außerdem kann man überlappende Peaks besser 
behandeln, was bei hoher Zählrate wichtig sein kann.

von Rainer V. (a_zip)


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Lurchi schrieb:
> Das Signal vom PMT ist normalerweise schon recht stark, dass man keine
> so super rauscharmen Verstärker benötigt, und schneller vor allem wenn
> man kurze Peaks braucht.

also "nicht bŕaucht", aber hat. wir wissen ja nicht, was der TO wirklich 
messen will und deshalb bewegen wir uns auch im soften Ratebereich.

Lurchi schrieb:
> Wenn ich mich richtig erinnere irgendwas wie TL07x und LM318. Der LM318
> als Puffer wo man sonst eigentlich einen low bias Typen erwartet, so
> dass der Detektor definiert nach unten driftet und nie nach oben.

Also das kann ich so nicht glauben...TL07x, das ist Bastelkram!
Und das Signal ist ein Strom-Signal, wo du die Elektronen wandern 
sehen(zählen) kannst. Ein PMP! wird von was auch immer angeregt und 
verstärkt dieses. Wie oft und wie stark hängt von der Anwendung ab. 
Davon wissen wir auch noch nichts. Also, schaun mer mal, wie der Kaiser 
sagt!
Gruß Rainer

von Lurchi (Gast)


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Der TO hat schon geschrieben dass es ein Signal vom PMT ist, also schon 
in der Röhre verstärkt. Das Signal ist also nicht so klein - wie hoch 
hängt von der Röhre und Spannung ab, aber in der Regel braucht man 
keinen super empfindlichen Verstärker, und wenn man es nicht schnell 
haben will, reicht auch ein eher langsamer Type aus.

Kritisch wird es wenn man die Pulse sehr kurz haben will und dann mit 
der Bandbreite in den >100 MHz Bereich geht. Normal braucht man dass 
aber nicht.

Das einzige was wir nicht wissen ist die Art des Scintillators. Das 
übliche wäre NaI(Tl), und da sind die Pulse in der Regel schon relativ 
sauber, wenn die optische Ankopplung stimmt.

von Rainer V. (a_zip)


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Lurchi schrieb:
> Das Signal ist also nicht so klein - wie hoch
> hängt von der Röhre und Spannung ab, aber in der Regel braucht man
> keinen super empfindlichen Verstärker, und wenn man es nicht schnell
> haben will, reicht auch ein eher langsamer Type aus.

Bin weder mit dem Einen noch dem Anderen einverstanden. Was soll 
"langsame Type" heissen? Und in der Regel brauchst du eben einen 
Ladungsverstärker! Und dieses Signal mußt du auswerten. Da wir aber 
weder wissen, wie oft ein Puls beim TO kommt, noch wie hoch er ist, kann 
man sich trefflich streiten.
Und aus meiner Studienzeit...auch wenn es heute Bauteile gibt, von denen 
wir damals nur träumen konnten, bleibt immer noch die Grundregel: "Wer 
mißt, mißt Mist"!
Gruß Rainer

von szintillator (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Hi, mich würde interessieren, welchen OP du in der Simulation verwendet
> hast. Ein Ladungsverstärker ist schon eine Welt für sich!
> Gruß Rainer

Das Modell ist ein idealer OPV. Das hat den Vorteil, dass die Simulation 
schneller läuft, und man sich nicht mit den Seltsamkeiten der Modelle 
herumschlagen muss.
Deshalb tue ich die realen Modelle meist erst ganz am Schluss hinen.

Wichtig ist aus meiner Sicht:
- Ausreichende Bandbreite und Slew-Rate (>1MHz Bandbreite, >3V/µs 
Slewrate)
- Geringer Eingangsstrom (<1µA)
- Rail2Rail In und Out
Ich verwende oft den OPA340, der passt hier anscheinend ganz gut. Der 
hat 5,5MHz, 6V/µs und 60pA. Lt. einer Simulation mit dem Modell von TI 
erfüllt er den Zweck.

Für den Szintillatorkristall hätte ich einen NaI(Tl) - Kristall 
vorgesehen. Für die Röhre werde ich eine R9420 probieren. Wahrscheinlich 
werde ich sie bei etwa 1kV betreiben (also ungefähr 100000 Verstärkung).

von Rainer V. (a_zip)


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szintillator schrieb:
> Wichtig ist aus meiner Sicht:
> - Ausreichende Bandbreite und Slew-Rate (>1MHz Bandbreite, >3V/µs
> Slewrate)
> - Geringer Eingangsstrom (<1µA)
> - Rail2Rail In und Out

Ja, aber bedenke, das deine Signale vielleicht nicht in dem Band liegen! 
Und welche Pulshäufigkeit erwartest du??? Wir hatten seinerzeit 
Wiederholraten unter 1µS. Analog eine wirkliche Herausforderung!
Gruß Rainer

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