Hallo, ich will ein Gammaspektrometer bauen, so ähnlich wie dieses hier: Beitrag "Gammaspektrometer in Briefmarkengröße" Leider enthält der Thread keine genauen Schaltpläne. Dazu will ich einen NaI Kristall an der Fensterseite mit ca. 10 BPW34 (die blue-enhanced Version) zupflastern, dann mit einen Verstärker mit Pulse-Shaper das Signal in die Soundkarte füttern. Programm auf dem PC z.B. https://www.theremino.com/en/blog/gamma-spectrometry Leider finden sich auf der Webseite eher Beispiel-Schaltungen für Photomultiplier. Ich wollte aber eher (zumindest am Anfang) hohe Spannungen vermeiden und die BPW34 liegen zufällig in der Bastelkiste. Ich hab für die Schaltung wenig Gefühl ob die Auslegung in etwa passt oder ich mit einigen Werten total daneben liege. Ich hab zum ersten einen RC Pulse Shaper mit 4 Polen bei 2,5kHz geplant. Eine Soundkarte macht alle 23us ein Sample, im Bild unipolar_shaper_zoom.png sieht man dass bei schnelleren Pulsen vielleicht der Peak nicht genau genug erkannt wird. Liege ich da falsch oder richtig? Dann hab ich einen unipolaren und einen bipolaren Pulse shaper simuliert. Bipolare Shaper haben keine Probleme mit der Base-Line-Verschiebung, deswegen ist mir das fürs erste sympatischer (untere Schaltung). Die CR-Hochpass-Zeitkonstanten hab ich bei ca. 1,5kHz hingelegt, in einem Paper war mal empfohlen die Hochpass-Zeitkonstante nicht viel unter die Tiefpass-Zeitkonstante zu legen: (S.9) https://www.science.mcmaster.ca/radgrad/images/6R06CourseResources/4RA34RB3_Lecture_Note_6_Pulse-Processing.pdf Die Verstärkung pro 2-stufigem Tiefpass hab ich einfach mal auf 10 gelegt, ohne eine Ahnung zu haben was ein vernünftiger Wert ist. Ich hab einen AD8618 für die Tiefpass-stufen geplant, der sollte dafür leicht genügend GBW haben (war für einen schnelleren Verstärker gedacht, aber hier soll die Soundkarte das Signal in den PC leiten). Am unsichersten bei der Auslegung bin ich beim ersten Verstärker. Im obigen pdf hat die erste Stufe immer eine Zeitkonstante viel höher als die restlichen Zeitkonstanten des Pulse Shapers. Aber je größer ich C17 mache (2nF), desto kleiner wird das Signal, aber wenn ich ich ihn kleiner mache (damit tau kleiner 2ms) funktioniert der Signalverlauf mit dem Hochpass mit Pole-Zero-Cancellation (C19/R34/R28) nicht so wie in den Beispielen im pdf. R33 liegt eh schon bei 1mOhm, kann man den sinnvollerweise noch größer machen? Wie legt man sowas am besten aus? Die Bastelkiste würde für den ersten Verstärker z.B. einen AD8512A enthalten. Was sagen die Photodioden-Frontend-Experten zu der Sache? Vielen Dank im voraus.
Angehängte Dateien:
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bipolar_shaper.png
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pulse_shaper_2.png
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unipolar_shaper.png
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unipolar_shaper_zoom.png
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Die leitzten zwei Absätze: Beitrag "Re: Gammaspektrometer in Briefmarkengröße" Letzter Absatz: Beitrag "Re: Gammaspektrometer in Briefmarkengröße" Diese gelesen und versucht anzuwenden.
Ähhh, das ist keine normale Photodiode! Die werden die schon so optimiert haben, dass sie kurze Pulse nachweisen kann! Ich befürchte, dass das mit der lahmen 34er nicht so toll geht. Sinnvollerweise nimmt man für sowas aber eher einen SiPM.
Die klassischen Szintillationsvorverstärker sind eine breitbandige Transistorschaltung mit etwa 100 V Betriebsspannung, um die Dynamik des NaJ-Photomultipliers voll ausschöpfen zu können, also mV- bis 80-V-Impulse.
Vielen Dank für den Input. Lasst uns mal auf den Pulse shaper konzentrieren. Offensichtlich benutzen einige Projekte die Soundkarte als Eingang, also muss der Pulse Shaper die Pulse so lang machen damit man bei 44,1kHz (= 23us Sample Time) die Spitze gut erfassen kann. Leider hat keines dieser Projekte im Netz den Pulse Shaper genauer definiert. Ich hab einen RC mit 4 Polen (RC^4) mit Pole bei 2,5kHz. Ist das vielleicht zu vorsichtig (=zu langsam)?!?!? Oder genau richtig?!?! Zum ersten Verstärker: Die Links geben ein wenig Input. Vielen Dank. Aber sind 2ms Zeitkonstante realistisch wenn man so einen Pulse shaper hat? Diesen Verstärker hab ich bisher nicht genau betrachtet, denn sobald ich überhaupt Pulse sehe kann ich experimentieren um zu sehen welche Veränderungen die Energieauflösung verbessern.
Vielleicht sollte ein Spitzenwertgleichrichter mit einer abfallenden Zeitkonstanten von 0,2ms zugeschaltet werden als Kontrolle.
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