Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche nach geeignetem OpAmp als Impedanzwandler


von Andreas B. (abeld)



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Hallo,

ich musste entdecken, dass sich ein Impedanzwandler nicht so leicht 
realisieren lässt, wie es in den Lehrbuchbeispielen dargestellt wird. 
Noch versuche ich den Phänomenen mit LTspice auf die Schliche zu kommen; 
ich experimentiere also noch nicht mit konkreter Hardware.

Anbei Mal ein vereinfachtes Schema mit verschiedenen OpAmps.

Wenn ich mir im OP07_Test den Vergleich von in und out ansehe, dann muss 
ich sagen: So etwas kann ich nicht brauchen! Die Szintillation geht 
davon aus, dass die max. Amplitude des Pulses proportional zur Energie 
des Zerfallsereignisses ist. Das ist sie mit dem OP07 ersichtlich nicht.

Und dann hab ich auch Mal den LMP773x eingesetzt. Auf dem Weg vom Knoten 
„Anode“ zum Knoten „in“ bekommt das Signal einen Offset von -2,5 V. 
Warum? Woher? Wieso? Wie kann ich das verhindern?

Außerdem habe ich ausprobiert: AD4500, MCP601, LM6172, ADA4625, ADA797

Damit erhalte ich DC-Offsets, die ich für das Folgende nicht brauchen 
kann, oder ich bekomme völlig unerwartete Outputs. Jedenfalls nicht was 
ich von der Funktion eines Impedanzwandlers erwarte.

Wozu brauche ich das Ganze:

Ich experimentiere mit einem Szintillationsdetektor aus NaI-Kristall und 
Photomultiplierröhre (PMT). Der PMT besteht aus Kathode, 10 Dynoden und 
Anode. Zur Beschaltung des PMT dient ein Divider, der eine Hochspannung 
von 500 bis 1200 VDC auf die PMT-Elemente verteilt und das Signal der 
Anode auskoppelt. Für den DIY-Bereich wird zur Digitalisierung eine 
Soundkarte verwendet. Das direkte Anodensignal ist aber zu schnell / 
hochfrequent, daher braucht es einen PMT-Adapter, der das Anodensignal 
so weit in die Länge zieht, dass es die Soundkarte auch digitalisieren 
kann. Für all das existiert freie Software und Open-Hardware-Projekte 
als Vorlage für Divider und PMT-Adapter.

In meinem PMT-Adapter arbeiten 2x LMP7731 (Noise f=1kHz 2.9nV/sqrt(Hz), 
CMRR 130dB, GBW 22MHz, Slew Rate 2.4V/us). Ob diese Werte nötig sind, 
weiß ich nicht, aber der Impedanzwandler sollte diese Werte – nach 
Möglichkeit - nicht unterschreiten.

Divider und PMT-Adapter sind mit einem BNC-Kabel (50Ohm Impedanz) 
verbunden. Der Impedanzwandler soll zum einen Fehlanpassung verhindern.

Der zweite Grund für den Impedanzwandler ist etwas komplexer. Das 
Anodensignal wird als Stromquelle angesehen und als solche simuliert. 
Mit einem Lastwiderstand im Divider lässt sich bestimmen, wie groß die 
Spannung des Signals am Dividerausgang ist. Ohne Impedanzwandler wird 
der Anodenstrom in zwei Ströme geteilt, die im Zeitverlauf und in der 
Amplitude sehr unterschiedlich sind. Mit Impedanzwandler sollte der 
Lastwiderstand im Divider die Spannungsamplitude eindeutig bestimmen und 
außerdem kann ich ihn als Shunt nutzen um – mit einem Oszilloskop – 
Amplitude und Zeitverlauf einzelner Anodenimpulse zu bestimmen.

Gruß Andreas

: Bearbeitet durch User
von Clara (clara)


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Schnelle Antwort:
Der OP07 hat eine geringe Slew Rate. Laut OP07_Test_Diagramm.gif hast du 
etwa 0,25V/µs. Das Datenblatt sagt: typ. 0,3V/µs (min. 0,1V/µs).

Die Schaltung mit dem LMP773x hat keinen Gleichstrompfad am 
nicht-invertierenden Eingang.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (abeld)


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Hallo Clara,

Clara schrieb:
> Die Schaltung mit dem LMP773x hat keinen Gleichstrompfad am
> nicht-invertierenden Eingang.

hab ich einen Fehler in meinem Schema, oder in der Simulation?

Der DC-Offset kann doch nur aus dem OpAmp kommen?! Und mit ihm gibt es 
dann auch keinen vernünftigen Output.

Zur Erklärung: Ich bin Maschinenbauingenieur und meine ET-Kenntnisse 
sind recht Lückenhaft.

Gruß Andreas

von Udo S. (urschmitt)


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Kläre doch erst mal welche Signalform du hast.
Wichtig ist die Bandbreite und die Slew Rate.
Vorher ist es sinnlos irgendwelche OPs durchzuprobieren.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Andreas B. schrieb:
> Hallo Clara,
>
> Clara schrieb:
>> Die Schaltung mit dem LMP773x hat keinen Gleichstrompfad am
>> nicht-invertierenden Eingang.
>
> hab ich einen Fehler in meinem Schema, oder in der Simulation?

Abgesehen davon, daß beides Schemata sind ... in LMP773x_Test_Schema.gif 
gibt es keinen Gleichstrompfad am (+) Eingang des OPV. In 
PMT_Adapter_09d_Impedanzwandler_Schema.gif allerdings schon (R5 und über 
R4, R6, R16 eine DC-Kopplung vom Ausgang des OP07.

> Zur Erklärung: Ich bin Maschinenbauingenieur und meine ET-Kenntnisse
> sind recht Lückenhaft.

Dann frag jemanden, der sich damit auskennt. Das Hauptproblem ist 
erstmal der zu langsame OP07. Wenn du über alles eine Slewrate von 
2.5V/µs willst, dann ist er Faktor 10 zu langsam.

Ich hinterfrage allerdings auch den Sinn von R1. In Verbindung mit R2 
muß der arme OP07 eine Last von 25Ω bedienen. Ebenso fragwürdig ist die 
abenteuerliche Versorgung der LMP773 mit V3 und Poti1.

von Ralph B. (rberres)


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wie Clara schon geschrieben hat muss der positive Eingang des 
Impedanzwandlers zwingend über einen Widerstand mit Masse verbunden 
sein.
Sonst driftet die Ruhespannung am Ausgang irgendwo hin.

Wie groß der Widerstand sein muss, hängt von der Impedanz der Quelle ab, 
also von deiner PMT, als auch von der Eingangsimpedanz des 
Operationsverstärkers. Ich kann jetzt nicht beurteilen wie hochohmig 
dein PMT abgeschlossen sein muss.

Als Operationsverstärker würde sich eher einer mit Mosfeteingängen 
anbieten, weil dessen Eingangswiderstand eher im Gigaohmbereich liegt. 
Diese habe aber in der Regel höhere Offsetspannungen.

Ralph Berres

von Andrew T. (marsufant)


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Axel S. schrieb:
> Ich hinterfrage allerdings auch den Sinn von R1. In Verbindung mit R2
> muß der arme OP07 eine Last von 25Ω bedienen. Ebenso fragwürdig ist die
> abenteuerliche Versorgung der LMP773 mit V3 und Poti1.

Vermutlich hat der TE irgendwo mal gehört, das man Koax KAbel mit der 
Nennimpanz abschlisst.
Was, wie schon bemerkt wurd, a.) für dne OPV zu niederohmige Last ist 
und b.) wenn sinnig ist bei dne paar kHz die der OP07 abkann.

Ebenso sollte der TE wenn es schon an Impedanz denkt den R13 auf sdiw 50 
Ohm ändern.

Was sich nie verstehen werde: Warum frickelt man einen solchen 
Verstärker selbst, wenn man all das vom PMT Hersteller aus dessen 
Sotiment sauber abgestimmt fertig kaufen (könnte) ?
Nicht gegne Ing Mach-Bau -- aber ich gehe ja auch nicht zum Tierarzt 
wenn ic h eine Zahnbehandlung für Homo Sapiens wünsche... :-)

von Andreas B. (abeld)


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Hallo Udo S.,

Udo S. schrieb:
> Kläre doch erst mal welche Signalform du hast.

das ist leider nicht so genau zu sagen. Letztlich will ich mir mit dem 
Impedanzwandler die Möglichkeit schaffen die Anodenpulse möglichst gut 
ausmessen zu können. Ohne Impedanzwandler müsste ich beide Ströme (den 
durch den Lastwiderstand im Divider und den zum PMT-Adapter) erfassen 
und addieren um annährend den Anodenpuls zu erhalten.

Mit einen Tektronix habe ich die folgenden Pulse am Lastwiderstand 
abgenommen. Für den 1. Puls hatte der Lastwiderstand 330kOhm und die 
Signalleitung war offen (kein PMT-Adapter angeschlossen). Für die beiden 
anderen hatte er 1MOhm und an der Signalleitung hing eine Last von 3 
bzw. 6MOhm (nur als einfacher Widerstand, also nicht der PMT-Adapter).

Problem dabei ist die Stochastik der Zerfallsereignisse. Für die 3 
Messungen waren die Energien und damit die Amplituden sicher nicht 
gleich groß. Ich hatte zwar so getriggert, das ich ca. alle 2 Minuten 
einen neuen Puls zu sehen bekomme, ich müsste aber eigentlich über 30 
Minuten den größten Puls heraussortieren um einigermaßen vergleichbar zu 
sein.

Generell habe ich das Gefühl, das ich mit der EXP-Funktion von LTspice 
der Form der Pulse am nächsten komme.

Gruß Andreas

von Andreas B. (abeld)


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Hallo,

Axel S. schrieb:
> Ich hinterfrage allerdings auch den Sinn von R1. In Verbindung mit R2
> muß der arme OP07 eine Last von 25Ω bedienen. Ebenso fragwürdig ist die
> abenteuerliche Versorgung der LMP773 mit V3 und Poti1.

von anderer Seite bin ich auf eine Fehlanpassung des BNC-Kabels 
hingewiesen worden. Mit R1 und R2 sollte diese verhindert werden?!

Der LMP7731 will als Rail-to-Rail-Typ mit +2,4 und -2,4V versorgt 
werden. Poti1 sollte die Möglichkeit schaffen das GND-Level zu 
verschieben. Das hab ich aber nie versucht, er steht bisher immer in der 
Mitte.

Das ich mit dem OP07 nicht zurecht komme, war mir klar. Ich wollte nur 
dokumentieren, das ich nicht einen beliebigen OpAmp in das Schema eines 
Impedanzwandlers einbauen kann und schon funktioniert er als solcher.

Meine Versuche mit der Suchfunktion eines Bauteilversenders einen 
geeigneten OpAmp zu finden, waren leider nicht erfolgreich, dabei sind 
die anderen OpAmps herausgekommen, die ausprobiert hatte, die aber nicht 
zufriedenstellend waren.

Ich brauche also tatsächlich einen Typ, oder zumindest eine Suchhilfe um 
einen passenden OpAmp zu finden.

Gruß Andreas

von Andreas B. (abeld)


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Hallo Andrew,

Andrew T. schrieb:
> Was sich nie verstehen werde: Warum frickelt man einen solchen
> Verstärker selbst, wenn man all das vom PMT Hersteller aus dessen
> Sotiment sauber abgestimmt fertig kaufen (könnte) ?

diese professionelle Hardware ist verdammt teuer. Als Rentner hatte ich 
mir die Szintillation als Hobby und DIY-Projekt auserkoren. Es gibt dazu 
ja auch Fundstellen im Internet (theremino.com, opengeiger.de, ...), das 
sieht dort alles ganz einfach aus.

Gruß Andreas

von Andrew T. (marsufant)


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Andreas B. schrieb:
> diese professionelle Hardware ist verdammt teuer. Als Rentner hatte ich
> mir die Szintillation als Hobby und DIY-Projekt auserkoren. Es gibt dazu
> ja auch Fundstellen im Internet (theremino.com, opengeiger.de, ...), das
> sieht dort alles ganz einfach aus.

Nun, a bisserl ordentlich viel Geld musst Du eh in die Hand nehmen wenn 
Du sowas bauen willst.
Um einlesen mal hier:

https://www.eevblog.com/forum/projects/op-selection-for-pmt-preamp-on-scanning-electron-microscope/msg3426786/#msg3426786

Da Du relativ schnell reagierende und dennoch linear verstärkende 
Hardware nutzt um deinen PMT auszuwerten, musst du leider einige teuere 
IC kaufen. Deise dann als Anfänger aufzubauen wird dir die nächsten 
Probleme zeigen: Hf taugliche Schaltungsaufbauten.

Je nahc Lebensalter wird es ggfs. zeilich eng mit der Realisierung - 
weil man sich dies Wissen nicht binnen Wochen aneignen kann .-)
Somit nochmals: KAuf Dir was Fertiges, ggfs. gebraucht aus der 
Nuklearinstrumentierung. Ebay und Co haben da regelmässig LAbor-Geräte 
für nen schmalen Taler.

von Andreas B. (abeld)



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Hallo,

ich bin Mal der URL von Andrew gefolgt und habe dort einen Hinweis auf 
einen AD8065 gefunden. Die Relation zwischen „in“ und „out“ sieht OK 
aus. Aber woher kommt der DC-Offset von -2V? Er kann nur aus dem OpAmp 
kommen. Ich kann im Datenblatt keinen Hinweis darauf finden (dort ist 
nur von einem „Low offset voltage 1.5 mV maximum“ die Rede, das ist aber 
doch weit weg von -2V). Lässt sich das durch eine spezielle Beschaltung 
ändern?

Als Impedanzwandler soll der OpAmp einen nahezu unendlich großen 
Eingangswiderstand haben. Wenn ich mir den Strom durch den Kondensator 
PMT_C3 ansehe (ca. -34uA) so ist mir der im Verhältnis zum Strom durch 
PMT_RL1 (ca. 95uA) noch nicht vernachlässigbar klein vor. Oder ist mehr 
nicht zu erwarten?

Gruß Andreas

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Masch.Ing ist schon nicht grad die Voraussetzung fuer solch eine 
abgehobene Aufgabe. Selbst ich gehe da zum Spezialisten .. zum Glueck 
kenn ich Einen. Diese PMT Signale sind sehr schnell, daher kommen die 
per Koax, ein 50 Ohm Kabel, das Signal hat also 50 Ohm Ausgangsimpedanz.
Zur Verstaerkung sollte man RF Designstrategien verwenden. Und an GHz 
Bandbreite denken. Die verschwindet zwar wenn's auf die Soundkarte 
kommt, kann aber zu Resonanzen und Schwingungen fuehren.

von Ralph B. (rberres)


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Es fehlt der Widerstand vom positiven Eingang des Ops gegen Masse. Aber 
das habe ich bereits angemerkt, und andere Forenteilnehmer auch.

Ralph

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Andreas B. schrieb:
> Aber woher kommt der DC-Offset von -2V?

Andreas B. schrieb:
> Der DC-Offset kann doch nur aus dem OpAmp kommen?! Und mit ihm gibt es
> dann auch keinen vernünftigen Output.
>


Clara schrieb:
> Die Schaltung mit dem LMP773x hat keinen Gleichstrompfad am
> nicht-invertierenden Eingang.


> Zur Erklärung: Ich bin Maschinenbauingenieur und meine ET-Kenntnisse
> sind recht Lückenhaft.

Aus diesem Zusammenhang der Fakten ergibt sich ein wiederholt 
ausgeführter Fehler in den gezeigten nichtinvertierenden Schaltbildern.

Lösung: Gleichstrompfad einbauen.

mfg

von Rick (rick)


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Für PMT (und andere Detektoren) nimmt man eher Transimpedanzverstärker 
(TIA) statt einem Impedanzwandler.

https://de.wikipedia.org/wiki/Transimpedanzverst%C3%A4rker

https://media.thorlabs.com/globalassets/items/t/ti/tia/tia60/ttn009247-d02.pdf?v=0116031827

von Andreas B. (abeld)


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Hallo,

in den Schemata für Impedanzwandler ist aber kein Widerstand nach Masse 
vorgesehen?!

Außerdem will ich genau das nicht haben. Ich will am Widerstand PMT_RL1 
meinen Anodenstrom messen. Der Impedanzwandler soll genau erreichen, das 
kein Strom auf einem anderen Weg nach Masse fließt. Der Strom durch 
PMT_C3 soll also nahezu Null sein. Ein Widerstand vom positiven Eingang 
des OpAmp gegen Masse stellt also den Einsatz eines Impedanzwandlers in 
Frage.

Hab ich die Funktionalität eines Impedanzwandlers wirklich so falsch 
verstanden?

Gruß Andreas

von Ralph B. (rberres)


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Andreas B. schrieb:
> Hab ich die Funktionalität eines Impedanzwandlers wirklich so falsch
> verstanden?

Du hast offenbar die Funktionsweise eines Operationsvertärkers nicht 
verstanden.

Befasse dich mal mit den Grundlagen eines Operationsverstärkers.

Sorry wenn ich das so schreibe. Aber ohne den Widerstand nach Masse lädt 
sich der Kondensator am Eingang durch den Eingangsoffsetstrom des 
Operationsverstärkers auf und erzeugt eine Spannung welche sogar bis zur 
Betriebsspannungsgrenze reichen kann.

Der Widerstand gegen Masse vermeidet genau dieses und ist deswegen 
zwingend notwendig.

Alternativ müsste man am Eingang eine Gleichspannungskopplung 
realisieren, was aber wegen der hohen Betriebsspannung des PMTs nicht so 
einfach möglich ist.

Ralph Berres

von Wastl (hartundweichware)


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Andreas B. schrieb:
> Außerdem will ich genau das nicht haben.

Es ist sehr anstrengend gegen Beratungsresistenz zu argumentieren.

von Ralph B. (rberres)


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Andreas B. schrieb:
> Der Strom durch
> PMT_C3 soll also nahezu Null sein.

Die Funktion eines Kondensators ist dir aber schon bekannt?

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Hans (ths23)


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Andreas B. schrieb:
> Das ich mit dem OP07 nicht zurecht komme, war mir klar. Ich wollte nur
> dokumentieren, das ich nicht einen beliebigen OpAmp in das Schema eines
> Impedanzwandlers einbauen kann und schon funktioniert er als solcher.
Doch das geht schon, wenn der OPV der Dynamik des Signals gewachsen ist. 
Mit anderen Worten es braucht einen geeigneten OPV um ein bestimmtes 
Signal verarbeiten zu können.
Das erste Bildchen zeigt ja recht gut, das der gewählte OPV nicht in der 
Lage ist der steilen Flanke des Signals zu folgen. Als Impedanzwandler 
arbeitet er aber trotzdem.

Ansonsten schau Dich mal hier 
https://physicsopenlab.org/2016/04/21/pmt-pulse-processing/ bzw. 
https://physicsopenlab.org/2016/09/10/broadband-amplifier-for-pmt/ um. 
Da wird die Problematik recht gut beschrieben.
Der zweite Verstärker nutzt einen recht einfachen bipolaren Verstärker 
(Dabla:https://www.mouser.de/datasheet/3/3705/1/ERA_5.pdf), der für den 
GHz-Bereich spezifiziert ist und damit mit solchen steilen Impulsen 
(passendes Schaltungslayout vorausgesetzt) zurecht komm.

Diese Seite 
https://physicsopenlab.org/2019/03/26/micod-pmt-universal-amplifier/ 
dürfte für Dich auch recht interessant. Überhaupt scheint es auf dieser 
Seite einige interessante Artikel zum Thema zu geben.

von Hans (ths23)


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Andreas B. schrieb:
> Ich brauche also tatsächlich einen Typ, oder zumindest eine Suchhilfe um
> einen passenden OpAmp zu finden.

Warum muß es überhaupt ein OP-Amp sein? Siehe mein vorheriger Post, es 
geht auch ohne.

von Hans (ths23)


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Andreas B. schrieb:
> diese professionelle Hardware ist verdammt teuer.

Naja für erste Versuche tut es vielleicht so was 
https://www.rhelectronics.store/pmt-charge-sensitive-amplifier-for-diy-gamma-spectroscopy-spectrometer. 
Das ist mit rund 30$ nicht zu teuer.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Andreas B. schrieb:
> Außerdem will ich genau das nicht haben.

Bitteschön, Du hast alle Freiheiten der Welt.

Andreas B. schrieb:
> Ich will

Elektronik richtet sich nach den Regeln der Physik.

Andreas B. schrieb:
> Hab ich die Funktionalität eines Impedanzwandlers wirklich so falsch
> verstanden?

Nein, aber die technische Ausführbarkeit nicht.


Auch wenn es nichts nützt:
https://www.elektronik-kompendium.de/news/thema/opa-minikurse/

Im Abschnitt
"3.1   Der Eingangswiderstand bei der nichtinvertierenden Verstärkung "
werden OPVs mit FET- Eingang oder CMOS-OPV empfohlen, wobei es nicht um 
höchstmögliche Anstiegszeit geht.

mfg

von Andreas B. (abeld)


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Hallo,

Dank erst Mal für vielfältige Anregungen. Ich hatte lange Zeit versucht 
mir meine Antworten zu ergooglen. Bin dabei auch oft auf Hits in diesem 
Forum gestoßen, drum hab ich es ja hier auch direkt versucht.

Dank auch an Hans, die Seiten von PhysicsOpenLab kannte ich noch nicht. 
Die sehe ich mir ganz genau an. RH-ELECTRONICS kannte ich schon, der 
kleine Verstärker war mir aber noch nicht aufgefallen.

Gruß Andreas

von Andreas B. (abeld)


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Hallo,

ja, mit Widerstand gegen Masse am nicht-invertierenden Eingang ist der 
DC-Offset weg. Aber auch beim "Elektronik Kompendium" ist in keinem 
Schema ein solcher Widerstand zu sehen?!

Im anliegenden Diagrammauszug ist mein Problem zu sehen. Den Anodenstrom 
(in der Simulation in Grün) kann ich nicht direkt messen. Messen kann 
ich den Spannungsabfall (und damit den Strom) am PMT-RL1 (blau), der 
unterscheidet sich vom Anodenstrom genau um das, was in Richtung 
Impedanzwandler abfließt (rot).

R1 hab ich mit 10MOhm doch schon recht hoch gewählt, damit nach dort 
möglichst wenig abfließt. Kann ich dort auch noch mehr Widerstand 
einbauen? Ich hab noch einen 100MOhm-Widerstand?

Wenn sich die Amplitude am PMT_RL1 für verschieden hohe Anodenpulse 
linear verhält, könnte ich damit leben. Das muss ich aber erst noch 
simulieren.

Gruß Andreas

von Dietrich L. (dietrichl)


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Andreas B. schrieb:
> ja, mit Widerstand gegen Masse am nicht-invertierenden Eingang ist der
> DC-Offset weg. Aber auch beim "Elektronik Kompendium" ist in keinem
> Schema ein solcher Widerstand zu sehen?!

Aber da ist keine kapazitive Kopplung. Du hast immer einen 
Gleichstrompfad. Der Widerstand muss ja nicht nach Masse gehen.

Andreas B. schrieb:
> R1 hab ich mit 10MOhm doch schon recht hoch gewählt, damit nach dort
> möglichst wenig abfließt. Kann ich dort auch noch mehr Widerstand
> einbauen? Ich hab noch einen 100MOhm-Widerstand?

Der Strom in den oder aus dem +-Eingang erzeugt einen Spannungabfall an 
dem Widerstand und damit einen Offset. Du kannst den Widerstand so groß 
machen wie dieser Fehler sein darf.

von Andreas B. (abeld)


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Hallo Dietrich,

Dietrich L. schrieb:
> Aber da ist keine kapazitive Kopplung. Du hast immer einen
> Gleichstrompfad. Der Widerstand muss ja nicht nach Masse gehen.

Das versteh ich leider nicht.

Mein Schema ist vereinfacht. Links vom PMT_C3 liegt eigentlich noch eine 
DC-Hochspannung von 500 bis 1200 V. Den PMT_C3 brauch ich um die 
DC-Hochspannung vom Signal zu trennen.

Wo kann ich den Widerstand R1 noch anschließen, wenn nicht an Masse?

Gruß Andreas

von Andreas B. (abeld)



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Hallo,

die Software, die die Amplituden auswertet kann in 4096 Stufen auflösen. 
Das wäre ein Bereich von 0 bis -72 dB.

Vernünftig zu interpretieren ist aber nur ein Bereich von 0 bis -32 dB. 
Für diesen Bereich hab ich Mal eine Simulation gemacht.

Und siehe da, das Verhältnis zur Amplitude des Anodenstroms ist 
gleichbleibend. Ich kann also mit diesem Schema und dem AD8065 arbeiten.

Gruß Andreas

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Andreas B. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Aber da ist keine kapazitive Kopplung. Du hast immer einen
>> Gleichstrompfad. Der Widerstand muss ja nicht nach Masse gehen.
>
> Das versteh ich leider nicht.

Ich bezog mich auf:

Andreas B. schrieb:
> Aber auch beim "Elektronik Kompendium" ist in keinem
> Schema ein solcher Widerstand zu sehen?!

Dort ist nicht unbedingt ein Widerstand nach Masse. Jeder 
Gleichstrompfad kann den Strom des OP-Eingangs ableiten, und da gibt es 
in jeder der Beispielschaltungen einen solchen Pfad.

Andreas B. schrieb:
> Wo kann ich den Widerstand R1 noch anschließen, wenn nicht an Masse?

Bei dir geht der Widerstand natürlich an Masse.

von Wastl (hartundweichware)


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Andreas B. schrieb:
> Ich kann also mit diesem Schema

Ein für alle Mal:

Was du zeigst ist kein Schema sondern ein Schaltplan. Ein
Schema wäre etwas Abstrakteres in dem lediglich eine Funktion
grob zu erkennen ist. Du zeigst jedoch konkrete Verschaltungen
von elektrischen Bauteilen. Daher Schalt Plan.

von Wastl (hartundweichware)


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Dietrich L. schrieb:
> Dort ist nicht unbedingt ein Widerstand nach Masse.

Wastl schrieb:
> Es ist sehr anstrengend gegen Beratungsresistenz zu argumentieren.

von Dieter W. (dds5)


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Wastl schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Ich kann also mit diesem Schema
>
> Ein für alle Mal:
>
> Was du zeigst ist kein Schema sondern ein Schaltplan. Ein
> Schema wäre etwas Abstrakteres in dem lediglich eine Funktion
> grob zu erkennen ist. Du zeigst jedoch konkrete Verschaltungen
> von elektrischen Bauteilen. Daher Schalt Plan.

Jetzt reit doch nicht auf dem Wort Schema rum.

In manchen deutschsprachigen Gegenden sagt man halt Schema - angelehnt 
an das englische schematic.

von Hans (ths23)


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Wastl schrieb:
> Was du zeigst ist kein Schema sondern ein Schaltplan. Ein
> Schema wäre etwas Abstrakteres in dem lediglich eine Funktion
> grob zu erkennen ist. Du zeigst jedoch konkrete Verschaltungen
> von elektrischen Bauteilen. Daher Schalt Plan.

Nun hör mal mit dieser Korinthenkackerei auf, weil das an dieser Stelle 
dem TO nicht weiter hilft und auch nicht zielführend ist.
Ja der Elektroniker bezeichnet so etwas i.d.R als Schaltplan, aber 
Schema ist auch nicht falsch.
Deine Erklärung des Schemas ist etwas zu kurz geraten und Du läßt viele 
Bedeutungen weg die der Begriff Schama auch haben kann (s.h. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Schema). Einen Schaltplan als Schema zu 
bezeichnen ist nicht falsch und es haben hier wohl auch alle verstanden 
was der TO damit meint. Die meisten EDA-Programme bezeichnen den 
Schaltplan ja auch als "Schematic".
In dieser Quelle https://www.dwds.de/wb/Schema wird auch explizit auf 
den elektrischen Schaltplan als eine Art von Schema verwiesen.

Und wenn Du schon Korinthenkackerei betreibst, dann solltest Du selbst 
mit gutem Beispiel voran gehen und auf korrekte Rechtschreibung achten. 
Das Ding heißt nicht

Wastl schrieb:
> Schalt Plan

sondern Schaltplan.

von Wastl (hartundweichware)


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Hans schrieb:
> Das Ding heißt nicht
>
> Wastl schrieb:
>> Schalt Plan
>
> sondern Schaltplan.

Du hast noch nicht verstanden dass hier im Forum die
Hervorhebung von Textteilen in zusammenhängenden Worten
nicht funktioniert.

Aber vielleicht jetzt . Aber auch nur vielleicht.

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Hallo,
also erst einmal zur Verschaltung einer PMT.

Meist Kathode (99%) an Minus (600...1500V je nach PMT-Typ), an der Anode 
ein Widerstand (im angehängten Bild die 47 kOhm) gegen GND=Masse= 0 
Volt. Dort wird das Signal über einen Impedanzwandler abgenommen. Da der 
Arbeitswiderstand hochohmig ist und die Anodenkapazität einige zig pF 
betrgägt, wird es dort auch nicht so schnell.... Ein OPA140 (OPA653) tut 
dort gute Dienste als Impedanzwandler.

Der erste 50 Ohm Widerstand R1 gehört in Serie zum OPV-Ausgang vor das 
Kabel geschaltet, um das 50 Kabel mit einer Quellimpedanz von 50 Ohm zu 
treiben und somit eine Anpassung herzustellen.


Dir fehlen wirklich viele Grundlagen.... aber vielleicht... wenn Du 
lernwillig bist....

Über den ganzen rechten Schaltungsteil mit LMP773x müssen wir erst mal 
gar nicht viel reden.... richtig grottenschlecht. Das erste Filter viel 
zu hochohmig !
R12 muss rechts von C4 sein.
Und die Masseerzeugung/-einstellung wurde zu Recht als völlig sinnfrei 
und nicht funktionierend dargestellt. etc. etc.
Diese Speisespannungen solltest Du aus den +- 15 V ableiten.

: Bearbeitet durch User
von Hans (ths23)


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@TO
Ich würde Dir empfehlen Dich mal auf dieser Site 
https://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/Detektoren/scintillation/scintillation.htm 
zu belesen.
Von dem Herrn Rapp gibt es auch noch ein Buch 
https://www.rapp-instruments.de/buch/Franzis/buch3.htm, wo er detailiert 
auf das Thema ein geht. Ich habe das Buch als ebook 
https://www.thalia.de/suche?sq=Experimente+mit+selbstgebauten+Geigerzähler%2C+Funken-+und+Nebelkammern. 
Die 20€ dafür habe ich nicht bereut.
Als gedrucktes Exelar scheint es das nicht mehr zu geben, außer bei 
Amazon allerdings rufen die 189€ dafür auf - wahrscheinlich eine Version 
mit goldenen Lettern.

: Bearbeitet durch User
von Hans (ths23)


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Wastl schrieb:
> Du hast noch nicht verstanden dass hier im Forum die
> Hervorhebung von Textteilen in zusammenhängenden Worten
> nicht funktioniert.
>
> Aber vielleicht jetzt . Aber auch nur vielleicht.
Muß und will ich in diesem Zusammenhang gar nicht verstehen, weil Dein 
Post und somit auch die Hervorhebung völlig überflüssig sind und beide 
nicht zur Thematik beitragen.

von Hans (ths23)


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Lothar schrieb:
> Über den ganzen rechten Schaltungsteil mit LMP773x müssen wir erst mal
> gar nicht
Wäre gut gewesen, wenn Du hier einen Bezug angegeben hättest. So sucht 
man sich einen Wolf.

Ansonsten danke für das PDF - sehr interessant.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Andreas B. schrieb:
> Aber auch beim "Elektronik Kompendium" ist in keinem
> Schema ein solcher Widerstand zu sehen?!

Danke fürs Studieren der Seiten.

Oftmals wird der Gleichstrompfad getarnt als Spannungsteiler ausgeführt. 
Das wird nur gemacht, um fachfremde Betrachter zu verwirren.

In der Elektrotechnik hat man die Vorstellung, daß eine 
Betriebsspannungsquelle als Kurzschluß im Ersatzschaltbild anzusehen 
ist, so daß dann erst auffällt, daß beide Widerstände des 
Spannungsteilers mit Masse/GND verbunden sind.

mfg

von Andreas B. (abeld)



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Hallo,

hier noch Mal ein Update. In meinem letzten Beitrag hatte ich die 
Stromamplituden von Anode und Lastwiderstand verglichen. Der Vergleich 
von Anodenstrom und Ausgangsspannung fällt leider nicht so gut aus. 
Insbesondere bei den kleinen Anodenströmen ist die Linearität leider 
nicht so gut.

Zum Vergleich auch noch zwei weitere OpAmps, um zu zeigen, wie 
unterschiedlich sich OpAmps als Impedanzwandler verhalten.

Gruß Andreas

von Ralph B. (rberres)


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Lothar schrieb:
> IMG_20260414_125419_1_.jpg
>
>             220 KB
warum greifst du nicht den Vorschlag von Lothar vom 14.4. 13:12 auf und 
baust die Sache statt mit einen hochohmigen Impedanzwandler mit einen 
Transimpedanzverstärker auf. Also positiven Eingang direkt auf Masse und 
mit der PMT ohne Koppelkondensator direkt auf den Minuseingang des OPs.
Der Minuseingang hat virtuell Null Ohm Eingangswiderstand, er reagiert 
also nur auf den Strom der hineinfließt.

Da in Lothars Vorschlag die Kathode auf Minus 1200V liegt und die Anode 
über einen 47Kohm an Masse liegt kann man sich den Koppelkondensator am 
Eingang sparen und die Messung geht bis DC runter. Der 47Kohm Widerstand 
stört bei der Messung nicht, da der Eingang des Transimpedanzverstärkers 
eh fast Null Ohm Widerstand aufweist.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


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Ralph B. schrieb:
>>             220 KBwarum greifst du nicht den Vorschlag von Lothar vom 14.4.

Toll! Obwohl schon "geraume Zeit" im Forum unterwegs, schafft
es Ralph Berres nicht, zitierten Text von eigenem Beitrag zu
trennen.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (abeld)


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Hallo Ralph,

auf diese Möglichkeit bin ich schon mehrfach gestoßen (z.B. im 
PMT-Handbook von HAMAMATSU) und auch schon in einem anderen Forum darauf 
hingewiesen worden. Dieser Hinweis hat aber auch gleich zu erbittertem 
Widerspruch von anderen Forenteilnehmern geführt.

Ich habe die Platine für meinen Divider schon so ausgelegt, dass ich mit 
einem Jumper entweder Kathode oder Anode an GND legen kann. Ich will das 
auch unbedingt versuchen, trotz Kritik an dem Konzept. Ich bin aber noch 
nicht so weit. Und klar, wenn ich den Anodenstrom direkt abgreifen kann, 
dann brauche ich einen Transimpedanzverstärker.

Das jetzige Konzept (Kathode an GND) mit einem Impedanzwandler ist aber 
auch vielfach zu finden, auch in professioneller Hardware. Daher will 
ich erst dieses Konzept zum Laufen bringen.

Gruß Andreas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Andreas B. schrieb:
> Der Vergleich
> von Anodenstrom und Ausgangsspannung fällt leider nicht so gut aus.
> Insbesondere bei den kleinen Anodenströmen ist die Linearität leider
> nicht so gut.

Das ist - mit Verlaub - auch Bullshit. Der Impedanzwandler ist ein 
Spannungnsverstärker (mit Verstärkung 1). Insofern ist ein linearer 
Zusammenhang zwischen Eingangsstrom und Ausgangsspannung nicht 
anzunehmen. Zumal da ja auch noch diverse RC-Glieder dran hängen.

Wenn du einen Strom-Spannungswandler willst, dann bau auch einen. So ein 
Ding heißt - oh Wunder! - Transimpedanzverstärker.

von Andreas B. (abeld)


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Hallo Axel,

ich denke du hast nicht recht.

Die Anode ist zwar eine Stromquelle, mit dem Lastwiderstand nach GND 
wird er für das was danach kommt aber zur Spannungsquelle.

Und, natürlich brauche ich Linearität mit möglichst geringer Abweichung. 
Es geht alles davon aus, das die Amplitude des Anodenstroms proportional 
zur Energie des Zerfallsereignisses ist. Und das bis zur Digitalisierung 
des Signals.

Gruß Andreas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Andreas B. schrieb:
> Hallo Axel,
>
> ich denke du hast nicht recht.

Ich denke schon. Du willst bloß nicht lesen, was genau ich kritisiert 
habe. Deswegen nochmal:

>> Der Vergleich
>> von Anodenstrom und Ausgangsspannung fällt leider nicht so gut aus.
>> Insbesondere bei den kleinen Anodenströmen ist die Linearität leider
>> nicht so gut.

> Die Anode ist zwar eine Stromquelle, mit dem Lastwiderstand nach GND
> wird er für das was danach kommt aber zur Spannungsquelle.

Richtig. Aber dann mußt du diese Spannung mit der Ausgangsspannung des 
Impedanzwandlers vergleichen. Ein Vergleich mit einem Strom irgendwo 
davor ist hirnrissig.

> Und, natürlich brauche ich Linearität mit möglichst geringer Abweichung.
> Es geht alles davon aus, das die Amplitude des Anodenstroms proportional
> zur Energie des Zerfallsereignisses ist.

Dann mußt du auch den Strom messen. Das tust du aber nicht.

Weiterhin hinterfrage ich den Sinn (inbesondere die Anordnung) des 30K 
Widerstandes (PMT_RL1 ?) und des 235nF Kondensators C1. Was sollen denn 
diese beiden darstellen? Außerdem: rein rechnerisch hat das RC-Gebilde 
eine Zeitkonstante von 7ms, dein Diagramm geht aber nur bis 2.5µs!

Die Spannung am Kondensator wird sich praktisch nicht ändern. Der 30KΩ 
Widerstand wirkt direkt als Last der PMT. Es ist dann vollkommen egal, 
ob du 1MΩ, 10MΩ oder wie gezeichnet 100MΩ als Abschlußwiderstand für den 
OPV verwendest. Das hätte praktisch keinen Einfluß auf das Meßergebnis. 
Also schon die Eingangsdaten deiner Simulation sind für das Gesäß!

Mit einen TIM statt des Impedanzwandlers wäre die Situation anders. Zum 
einen wäre dann tatsächlich die Ausgangsspannung proportional zum 
Anodenstrom der PMT. Zum 2. wäre die Ausgangsspannung der PMT dann 0 und 
ein evtl. Lastwiderstand hätte keinen Einfluß auf die Messung.

Ich sehe hier: 
https://www.lti.kit.edu/rd_download/Optoelektronik_II_20061204.pdf auf 
Seite 16 eine PMT mit Beschaltung. Aber da gibt es im Signalzweig auch 
einen Lastwiderstand R_L und der TIM wird diesen Widerstand direkt 
parallel geschaltet. So kann das was werden. Und weil es nicht 
gezeichnet ist: der obere Eingang des OPV ist der invertierende.

von Andreas B. (abeld)


Angehängte Dateien:

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Hallo Axel,

anbei das komplette Schema, mit HV aber ohne Verstärker/Wandler.

In einer Broschüre des PMT-Herstellers
https://et-enterprises.com/images/brochures/Understanding_Pmts.pdf
finden sich unter Punkt 4.6 auch die Angaben von Seite 17 des 
Optoelektronik-PDF's:

> Im Ersatzschaltbild stellt sich der Photomultiplierals eine sehr gute
> Stromquellemit einem Innenwiderstand > 10^12 Ω und Kapazität < 10 pF dar.

Unklar ist, ob ich einen Lastwiderstand brauche, wenn ich die Anode auf 
GND lege. In obiger Broschüre wird ein "Sicherheitswiderstand" von 10 
MOhm empfohlen (figure 37).

Gruß Andreas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Andreas B. schrieb:

> anbei das komplette Schema, mit HV aber ohne Verstärker/Wandler.

Die Schaltung ist falsch. Vergleiche mal mit

https://www.lti.kit.edu/rd_download/Optoelektronik_II_20061204.pdf

Seite 16. Insbesondere wo jeweils der Bezugspunkt (GND) der Spannungen 
liegt. Du mißt die Summe (bzw. Differenz) von Hochspannung und Signal 
(gegeben durch Anodenstrom×RL). Deswegen brauchst du auch den 
Kondensator C1 (bei dir PMT_C1) um die Hochspannung abzutrennen.

In dem PDF legen die GND ganz woanders hin, nämlich da wo bei dir "HV" 
dransteht. Deren Hochspannung ist dann negativ gegenüber GND. Und der 
TIA kann direkt den Anodenstrom messen. Und weil der Strom negativ ist, 
ist die Ausgangsspannung des TIA dann positiv.

von Hans (ths23)


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Wastl schrieb:
> Ralph B. schrieb:
>>>             220 KBwarum greifst du nicht den Vorschlag von Lothar vom 14.4.
>
> Toll! Obwohl schon "geraume Zeit" im Forum unterwegs, schafft
> es Ralph Berres nicht, zitierten Text von eigenem Beitrag zu
> trennen.
Kann der Wastl auch mal was zum Thema beitragen?

von Hans (ths23)


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Andreas B. schrieb:
> Ich habe die Platine für meinen Divider schon so ausgelegt, dass ich mit
> einem Jumper entweder Kathode oder Anode an GND legen kann.
PMT's werden i.d.R. so verschalten, daß die Anode auf Bezugspotential 
liegt. Selbst die Hersteller der PMT empfehlen das so. Warum weichst Du 
davon ab?
Gerade im Hobbybereich dürfte die Verschaltung mit Anode auf 
Bezugspotential einige Vorteile haben, selbst dann wenn man mit 
Koppelkondensator arbeitet, weil selbiger dann nicht mehr 
hochspannungsfest sein muß. Zudem wird auch noch eine galvanische 
Kopplung möglich, die einige Vorteile bietet.

Andreas B. schrieb:
> auch in professioneller Hardware
Die wissen in aller Regel auch was sie tun. Die hohen Spannungen die für 
den Betrieb eines PMT erforderlich sind, sollte man nicht unterschätzen. 
Speziell der Koppelkondensator ist da ein neuralgischer Punkt. Wenn der 
durchschlägt, weil z.B. falsch dimensioniert, kann es schnell gefährlich 
werden.

Halte Dich doch für den Anfang einfach an bewährte Konzepte und baue 
alles mal konkret auf. Die Praxis sieht oftmals etwas anders aus als die 
Simulation.

von Hans (ths23)


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Axel S. schrieb:
> Weiterhin hinterfrage ich den Sinn (inbesondere die Anordnung) des 30K
> Widerstandes (PMT_RL1 ?) und des 235nF Kondensators C1.

Den Kondensator braucht es nicht. Vermutlich hat er ihn eingebaut, weil 
die Anode eben nicht auf Bezugspotential liegt. Wenn er das Ganze so 
verschalten würde wie hier 
https://en.wikipedia.org/wiki/Photomultiplier_tube dargestellt dann 
würde über R1 (RLoad in der Abbildung) der Anodenstrom fließen und der 
Spannungsabfall über dem Widerstand wäre proportional dem Anodenstrom. 
Mit seiner Schaltung misst er er eigentlich den Spannungsabfall über der 
RC-Kombination und der ist auf Grund der Kondensatoreigenschaften 
(Auf-/Entladung des Kondensators) eben nicht mehr so wie er es sich 
vorstellt.

von Hans (ths23)


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Axel S. schrieb:
> Ich sehe hier:
> https://www.lti.kit.edu/rd_download/Optoelektronik_II_20061204.pdf auf
> Seite 16 eine PMT mit Beschaltung. Aber da gibt es im Signalzweig auch
> einen Lastwiderstand R_L und der TIM wird diesen Widerstand direkt
> parallel geschaltet. So kann das was werden.

👍

von Hans (ths23)


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Andreas B. schrieb:
> In einer Broschüre des PMT-Herstellers
> https://et-enterprises.com/images/brochures/Understanding_Pmts.pdf
> finden sich unter Punkt 4.6 auch die Angaben von Seite 17 des
> Optoelektronik-PDF's:

Warum machst Du es anders als der Hersteller in der Broschüre empfiehlt? 
Den 235nF Kondensator gibt es beim Hersteller nicht. Ob das wohl einen 
Grund hat?

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Nur mal sicherheitshalber - Das Grundprinzip einer PMT in Kurzfassung:

Das Licht trifft auf die Kathode.

Dort werden durch die Lichtenergie Elektroden herausgelöst,

die von der positiveren Spannung der ersten Dynode angezogen werden und 
dorthin fliegen.

Dort treffen sie auf die Dynode auf und schlagen mehrere Elektronen 
heraus  = Vervielfachung!

Von da aus geht es lustig weiter zur höheren Spannung der nächsten 
Dynode, wo die nächste Vervielfachung stattfindet....

usw. usw.

Schneeballeffekt!

An der Anode und nur dort!!! fließt der vervielfachte Strom.

Und nur dort kann man ihn abgreifen. Strom Multipliziert mal 
Arbeitswiderstand = Ausgangsspannung.

Der Strom sollte nicht allzuhoch gewählt werden, weil die PMT sonst 
recht rapide altert.

Ja und wie bereits mehrfach gesagt wurde, es ist besser mit einer 
negativen Spannung an der Kathode zu arbeiten und den Arbeitswiderstand 
der Anode an GND zu legen. Man hat dann einfach mit weniger DC-Spannung 
über dem Signal zu tun und das ist nun mal viel leichter zu händeln und 
viel ungefährlicher.

!Außerdem überlagern sich Schwankungen der Betriebsspannung (Ripple) 
nicht direkt auf die Ausgangsspannung! Das Signal ist Störungsfreier!

Die Höhe des Signals ist meist nicht das Problem an einer PMT... von 
daher ist gar keine bis eine moderate Spannungsverstärkung (~10) meist 
völlig okay.

Der Widerstand sollte auch nicht allzuhoch gewählt werden, weil das 
ganze sonst langsam wird.

Da käme dann das Thema Transimpedanzverstärker ins Spiel...
Irgendwie macht das keiner.. wieso?

Zum Beispiel weil:
Weil die vervielfachten Elektronen nicht zur gleichen Zeit auf der 
nächsten Platte ankommen. Und bei der nächsten Dynode ist es wieder so. 
Es kommt zu einer "zeitlichen Zerstreuung" des ersten scharfen 
Elektrons.... also hat man sowieso keine extrem hohe Grenzfrequenz.

Trotzdem müsste man mit einen TIA mehr an Schnelligkeit rausholen 
können... man darf aber keinen Arbeitswiderstand haben, den sonst wird 
der TIA zum invertierenden Spannungsverstärker, mit allem was 
dazugehört. Es wäre also dann kein reiner TIA mehr... eher ein 
Spannungsverstärker.


Aber zum Beginn, würde ich wirklich klassisches Herangehen empfehlen...
Man schafft es nicht, gleich als erstes einen Ferrari zu bauen!


Noch eines das 1m LANGE RG58 Kabel ist totaler ... Der Impedanzwandler 
gehört höchstens 20 besser nur 5 cm vom Röhrensockel entfernt!

Mit 100 pF Kabelkapazität  und 47 kOhm Arbeitswiderstand geht die -3 dB 
Grenzfrequenz auf unter 34 kHz runter. Plus Anodenkapzität...?

: Bearbeitet durch User
von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Und die Verschaltung der PMT ist leider in allen Schaltbildern von Dir 
Andreas - falsch. So bekommst Du ziemlich gar kein Signal raus.

Du "saugst/pufferst" ja den sich ändernden Anodenstrom in das 600 V 
Netzteil ab. Signal zirka NULL. Das Netzteil schluckt alles!

von Andreas B. (abeld)


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Hallo,

Einstieg für die Gammaspekrometrie ist oft theremino.com, siehe (in 
deutscher Übersetzung):
https://www-theremino-com.translate.goog/blog/gamma-spectrometry?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de

Von dort kommt eine viel genutzte Open-Software (Theremino MCA) für 
diesen Bereich. Auch der PMT-Adapter von dort wird vielfach nachgebaut, 
weil er nicht nur das Anodensignal für die Digitalisierung mit einer 
Soundkarte aufarbeitet, sondern auch die notwendige Hochspannung für den 
PMT zur Verfügung stellt. Auch der Vorschlag für eine PMT-Beschaltung 
(Divider) findet sich dort. Dort hängt die Kathode an GND).

Das PMT-Adapter-Projekt ist aber schon von 2013 und arbeitet mit 
Bauteilen, die nicht mehr produziert werden und nur noch in China zu 
bekommen sind. 2016 gab es dann von opengeiger.de einen PMT-Adapter, der 
mit 2 OPAmps statt mit 2 Transistoren arbeitet.

Mein erster Detektor war Ende der 1990er produziert worden. Er 
funktionierte auf Anhieb mit beiden PMT-Adaptern.

Inzwischen habe ich aber einen zweiten Detektor günstig bekommen, der 
nur einige wenige Jahre alt ist. Mit im waren beide Adapter übersteuert. 
Scheinbar hat sich in der Entwicklung von PMTs in den dazwischen 
liegenden Jahren viel geändert. Der neue PMT ist viel empfindlicher, 
Peaks von Zerfallsereignissen zeichnen sich viel deutlicher ab, aber die 
Signalspannung ist viel höher. Alle bisherigen Versuche einer Anpassung 
(Reduzierung des Lastwiderstandes, Widerstand in der Signalleitung, 
Veränderung der Verstärkungen im PMT-Adapter) lieferten keine 
zufriedenstellenden Ergebnisse. Ich kann damit zwar Histogramme 
erzeugen, diese sind aber in der x-Achse ersichtlich zusammengestaucht.

Gruß Andreas

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Hallo Andreas,

und aha - jetzt also eine andere PMT.

Weder Hersteller noch Typ beider wurden erwähnt, weil es ja im 
Privatbereich hoch geheim zugeht.

Das man: die Arbeitspunkte, die Betriebsspannungen, die Dynodenteiler, 
den Lastwiderstand je nach Typ anders auslegen muss - ist Dir aber schon 
klar?

Hast Du überhaupt mal in die Datenblätter der hoch streng geheimen PMT 
reingschaut und dir da den optimalen Arbeitspunkt/-bereich für deine 
Zwecke rausgesucht?

Ich denke, nein.

Das ist: nicht lernwillig.
Das ist amateurmäßiges rumexperimentieren auf ganz schlechten niedrigen 
Niveau, gepaart mit dem gleichzeitigen Versuch, andere in einen Forum 
für sich arbeiten zu lassen.

Deshalb bin ich auch nicht näher auf deine Verstärkerschaltung 
eingegangen.
Ich lasse mich doch nicht schamlos ausnutzen.


Und weil einer bei Theremino, die Anode an Plus hängt... und das im 
Internet zu finden ist - muss es deshalb besser sein, als das was 
erfahrenen Ingenieuere bei Hamamatsu tun? NEIN. Und wenn Du eine Weile 
in der Industrie und Wissenschaft unterwegs bist, weist Du welchen guten 
Ruf Hamamatsu hat. Wer ist bitteschön Theremino dagegen?

Lothar schrieb:
> Dir fehlen wirklich viele Grundlagen.... aber vielleicht... wenn Du
> lernwillig bist....

Ja, das schrieb ich. Inzwischen zweifle ich so stark an deinen 
LernWILLEN, dass mir die Lust vergeht, hier noch weiter (sinnlos-da 
jeder Ratschlag verpufft) zu schreiben. Ich muss keine Perlen umsonst 
vor die Säue werfen. Auf Arbeit werde ich dafür hoch bezahlt. Da kann 
ich meine Energie auch lassen.

Schönen Tag noch!

Lothar

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Andreas B. schrieb:
>Damit erhalte ich DC-Offsets, die ich für das Folgende nicht brauchen
>kann,

Es fehlt ein Widerstand vom +Eingang nach Masse, ohne den
kann kein OPV seinen Arbeispunkt richtig einstellen.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (abeld)


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Hallo Lothar,

da hast du mit deinem Beitrag ja eine Fleißarbeit abgeliefert.

Das mit der negativen Spannung an der Kathode will ich ja auch unbedingt 
versuchen. Aber, erst eines nach dem Anderen. Es gibt auch Gegner dieses 
Konzeptes. Allein für das Nachdenken darüber bin ich schon als 
„beratungsresistent“ bezeichnet worden. Ich will erst das andere Konzept 
zum Laufen bringen, um dann beide vergleichen zu können.

Um Störungen auszuschließen arbeite ich gern mit Batterien oder Akkus 
zur Stromversorgung. Die halten bei dieser Art von Apparaturen eine 
ganze Weile. Und außerdem gibt es dann keine Erdschlüsse beim Messen.

Auch das mit dem TIA will ich Mal ausprobieren, aber erst will ich den 
Impedanzwandler zum Laufen bringen.

Aktuelles Problem damit: Die bisher getesteten OpAmps brauchen am Input 
eine so geringe Spannung (also einen kleinen Lastwiderstand im Divider), 
das der Input für den PMT-Adapter zu klein ist.

Der Impedanzwandler soll in den Divider. Als BNC-Kabel hab ich jetzt 
auch welche mit 50cm Länge.

Ich bekomme Signale raus und kann damit auch Histogramme erzeugen. OK, 
mit deren Qualität bin ich noch nicht zufrieden (siehe vorherigen 
Beitrag).

Für das Konzept mit der Kathode an GND soll der Anodenstrom sogar 
explizit durch die Spannungsquelle abfließen. Nur so bestimmt allein der 
Lastwiderstand im Divider die Spannung am Dividerausgang.

Gruß Andreas

von Hans (ths23)


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Lothar schrieb:
> Das man: die Arbeitspunkte, die Betriebsspannungen, die Dynodenteiler,
> den Lastwiderstand je nach Typ anders auslegen muss - ist Dir aber schon
> klar?
>
> Hast Du überhaupt mal in die Datenblätter der hoch streng geheimen PMT
> reingschaut und dir da den optimalen Arbeitspunkt/-bereich für deine
> Zwecke rausgesucht?
In dem von ihm verlinkten Theremino sogar explizit darauf hingewiesen, 
das die Beschaltung an das jeweils benutzte PMT angepasst werden muß. 
Die schreiben sogar ganz genau welche Widerstände im Projekt das genau 
sind.

In dem Thermino Projekt fehlt auch der von Andreas in der letzten 
Schaltung eingebaute C3 (235nF). Die werden sich vermutlich was dabei 
gedacht haben. So wie es Andreas gemacht hat, wird wohl am Ende nicht 
viel an der Anode ankommen.

Lothar schrieb:
> Das ist: nicht lernwillig.
Er schrieb ja in einem Post das er Rentner sei, dann könnte das auch 
Altersstarsinn sein.

von Andreas B. (abeld)



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Hallo,

gestern Abend hatte ich die Möglichkeit mit einem 500MHZ-Oszilloskop 
(LeCroy waveRunner 6050) zu messen. Leider hatte ich nicht viel Zeit. 
Drumm nur eine Messung des Spannungsabfalls über dem Lastwiderstand 
(PMT_RL2 = 100 kOhm), ohne externe Last an der Signalleitung. Es sollte 
alles dem anliegenden LTspice-Schema entsprechen.

Mit einem C0 von 10 pF (der Hersteller spricht von C0 < 10 pF!) war eine 
Modellierung des Anodenpulses, die ungefähr der Oszilloskopmessung 
entsprochen hätte, nicht möglich. Drum hab ich das Verhältnis von tFall 
zu tRise vorgegeben und einen ungefähren C0-Wert durch ausprobieren 
ermittelt.

Gruß Andreas

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