Silizium Photomultiplier Steuerungsboard

Begonnen von NuclearPhoenix, 09. Mai 2022, 12:27

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NuclearPhoenix

Zitat von: stoppi am 02. Juni 2022, 13:13Schauen super aus, deine boards.  ;)
Danke danke :yahoo:

Ich würde mich auf jeden Fall über Feedback freuen (falls es dann mal wieder SiPMs zum Herumspielen gibt). Was mich besonders interessiert ist, ob die kurze Pulsdauer am Ausgang irgendwie ein Problem für diverse Geigerzähler und Konsorten am Eingang darstellt. Für einen Raspberry Pi Pico oder ähnlich schnelle Microcontroller ist es jedenfalls kein Problem. Sonst kann man auch eine Kippstufe dahinterschalten und eine fixe Dauer von ein paar 100 µs einstellen...

NuclearPhoenix

Ich habe mich mal ein wenig wegen den SiPMs umgesehen und es gibt tatsächlich ein neues, sehr interessantes Produkt von Broadcom: den AFBR-S4N66C013 (immer diese sperrigen Namen ;D)

Der ist von der aktiven Fläche (6 x 6 mm), Betriebsspannung (~30 V) und Wellenlängenempfindlichkeit (NUV) sehr, sehr ähnlich zu dem ja leider nicht mehr so erhältlichen MICROFC-60035. Und das beste ist: davon gibt es noch tausende Stück und billiger ist es auch noch! (€56 vs €73) :yahoo:

Hier mal ein Link auf Mouser:
https://www.mouser.at/ProductDetail/Broadcom-Avago/AFBR-S4N66C013?qs=T3oQrply3y%252B9kiyudO%2F1CA%3D%3D

Und das Datenblatt, wen es interessiert:
https://docs.broadcom.com/doc/AFBR-S4N66C013-NUV-HD-Single-Silicon-Photo-Multiplier-DS

Einzige Nachteile die mir so aufgefallen sind: Leicht schlechteres S/N Verähltnis und die Montage ist wahrscheinlich schwieriger. Ansonsten allerdings voll kompatibel mit dem jetzigen Board (einfach Spannung voll aufdrehen und SiPM mit Anode, Kathode anschließen wie jetzt auch schon).

SiPMs für NIR oder generell den roten Bereich gibt es anscheinend sogar noch mehr, da habe ich aber nicht weiter nachgesehen.

RD-Gamma

Zitat von: NuclearPhoenix am 06. Juli 2022, 13:49Der ist von der aktiven Fläche (6 x 6 mm), Betriebsspannung (~30 V) und Wellenlängenempfindlichkeit (NUV) sehr, sehr ähnlich zu dem ja leider nicht mehr so erhältlichen MICROFC-60035. Und das beste ist: davon gibt es noch tausende Stück und billiger ist es auch noch! (€56 vs €73)

Tatsächlich hat mich der akzeptable Preis und die sehr gute Verfügbarkeit des AFBR-S4N66C013 mich veranlasst mal tiefer zu graben. Photomultiplier kenne ich, aber SiPM sind noch neue Materie für mich. Ich wolle aufgrund deiner Empfehlung und den ähnlichen Daten eine Breakout Platine als Sockel für den Broadcom bauen.

Nun zu dem Problem: Der AFBR-S4N66C013 hat im Gegensatz zum MICROFC-60035 nur Anode und Kathode als Anschlüsse. Die Frage ist jetzt ob man Fast-Output und GND für unseren Zweck nicht braucht, oder ob diese wichtig sind.
Ich habe noch nicht verstanden was genau GND am SiPM überhaupt für eine Funktion hat. Deine Platine hat 2x GND für den SiPM als Header Pins.

Wäre schön wenn mir jemand den Zusammenhang erläutern könnte.

Wenn das alles hinhaut würde ich die fertige Gerber hier teilen damit auch andere mit dem Broadcom experimentieren kann.

Nebenbei: Mir ist noch aufgefallen, dass der Broadcom eine Glasoberfläche hat. Darin liegt laut Scionix das Problem, dass K-40 enthalten ist, was zu einem zwar kleinen aber ungewünschten Hintergrund führt.

NuclearPhoenix

Schaut gut aus, danke für die Arbeit :good3:


Zitat von: RD-Gamma am 12. Juli 2022, 21:40Die Frage ist jetzt ob man Fast-Output und GND für unseren Zweck nicht braucht, oder ob diese wichtig sind.
Zitat von: RD-Gamma am 12. Juli 2022, 21:40Ich habe noch nicht verstanden was genau GND am SiPM überhaupt für eine Funktion hat. Deine Platine hat 2x GND für den SiPM als Header Pins.

Der Fast Output ist ein optionaler, für das Signal extrem schneller, kapazitiv gekoppelter Ausgang. Der ist wesentlich schwieriger auszulesen, da der keine 50 ns anhält. Wird aktuell nicht verwendet und braucht man auch eigentlich nicht, außer man möchte wirklich absurd hohe Zählraten erreichen da hat man dann aber wieder andere Probleme. Ist wohl eher so ein Ding für die high-speed Laserforschung (LiDAR zB).

Der GND ist für die Kondensatoren auf der Platine die laut dem Datenblatt für das Decoupling und das Filtern der SiPM Spannung empfohlen sind (für den MicroFC, aber das wird für den hier nicht viel anders sein denke ich).

RD-Gamma

Zitat von: NuclearPhoenix am 24. Mai 2022, 21:30Übrigens, ich habe mal bei Mouser nachgefragt wie das mit den Lieferzeiten aussieht. Anscheinend ist die Lieferung von 360 Stück wirklich noch am Weg (?). Das erwartete Datum war der 13. Mai... da sollte also vielleicht doch noch was kommen.

Bis gestern stand beim Zulauf noch 360 Stück anstehend. heute ist daraus das hier geworden:

995 verfügbar ab 04-Aug-23
360 verfügbar ab 18-Dez-23

Das wars wohl erstmal mit der Hoffnung, einen SiPM zu bekommen, der bewiesen funktioniert. Ich werde dann mal einen Broadcom bestellen bevor die auch ausverkauft sind und mich an ein Trägerboard machen.

Könntest du mir eine Schaltung zeichnen wie das Decoupling auf der kleinen Platine von SiPM aussehen kann/ sollte?

Beim DoZER sind auf der kleinen Platine gar keine weiteren Bauteile außer der SiPM.

NuclearPhoenix

Zitat von: RD-Gamma am 15. Juli 2022, 14:42Könntest du mir eine Schaltung zeichnen wie das Decoupling auf der kleinen Platine von SiPM aussehen kann/ sollte?
Ich habe mich da ganz am Datenblatt orientiert (siehe "Bias Filter" und "Bias Decoupling"). Du kannst alles dazu hier auf GitHub nachlesen:

https://github.com/Open-Gamma-Project/SiPM-Carrier-Board/blob/main/hardware/schematic.pdf

Du könntest ja auf die Rückseite das ganze mit einbauen und dann ein drittes Lötpad für den gefilterten Anschluss machen. Dann kann man sich aussuchen ob man die Widerstände und Kondensatoren auch noch drauflöten will, oder gleich direkt an den SiPM anschließt.

Übrigens, wenn du möchtest können wir das dann ebenfalls auf GitHub zu dem anderen Carrier Board stellen. Ich würde mich freuen und andere die die Projekte verfolgen mit Sicherheit auch ;D

Zitat von: RD-Gamma am 15. Juli 2022, 14:42Beim DoZER sind auf der kleinen Platine gar keine weiteren Bauteile außer der SiPM.
Keine Ahnung was der DoZER benutzt und wie gut das funktioniert. Prinzipiell kann man das auch weglassen, aber vor allem wenn du längere Kabel daran angeschlossen hast wird es sehr wahrscheinlich nicht mehr richtig funktionieren. Da bricht dann evtl die SiPM Spannung direkt am Sensor ein, wegen der Induktivität des Kabels. Und außerdem hast du dann mehr Widerstand in Serie mit dem SiPM bis zum DC/DC Converter, was wiederum die Pulse zeitlich verlängert und den SiPM insgesamt träger macht.

Speziell bei diesem Board hier habe ich aber versucht, dass man das "Carrier Board" nicht unbedingt braucht und deswegen das ganze Decoupling und Filtering auf die Hauptplatine verschoben. Das ist aus eben genannten Gründen nicht ganz optimal, aber besser als nichts und sollte reichen.

NuclearPhoenix

Anscheinend gibt es ab Sept diesen Jahres noch Nachschub? Man darf sich vorsichtig freuen... :unknw:
Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

NoLi

Lieferzeit ab Hersteller 109 Wochen?!? :yahoo:  :rofl:

Norbert

NuclearPhoenix

Zitat von: RD-Gamma am 12. Juli 2022, 21:40
Zitat von: NuclearPhoenix am 06. Juli 2022, 13:49Der ist von der aktiven Fläche (6 x 6 mm), Betriebsspannung (~30 V) und Wellenlängenempfindlichkeit (NUV) sehr, sehr ähnlich zu dem ja leider nicht mehr so erhältlichen MICROFC-60035. Und das beste ist: davon gibt es noch tausende Stück und billiger ist es auch noch! (€56 vs €73)

Tatsächlich hat mich der akzeptable Preis und die sehr gute Verfügbarkeit des AFBR-S4N66C013 mich veranlasst mal tiefer zu graben. Photomultiplier kenne ich, aber SiPM sind noch neue Materie für mich. Ich wolle aufgrund deiner Empfehlung und den ähnlichen Daten eine Breakout Platine als Sockel für den Broadcom bauen.

Nun zu dem Problem: Der AFBR-S4N66C013 hat im Gegensatz zum MICROFC-60035 nur Anode und Kathode als Anschlüsse. Die Frage ist jetzt ob man Fast-Output und GND für unseren Zweck nicht braucht, oder ob diese wichtig sind.
Ich habe noch nicht verstanden was genau GND am SiPM überhaupt für eine Funktion hat. Deine Platine hat 2x GND für den SiPM als Header Pins.

Wäre schön wenn mir jemand den Zusammenhang erläutern könnte.

Wenn das alles hinhaut würde ich die fertige Gerber hier teilen damit auch andere mit dem Broadcom experimentieren kann.

Nebenbei: Mir ist noch aufgefallen, dass der Broadcom eine Glasoberfläche hat. Darin liegt laut Scionix das Problem, dass K-40 enthalten ist, was zu einem zwar kleinen aber ungewünschten Hintergrund führt.
Habe die Trägerplatine für den AFBR-S4N66C013 SiPM eeeendlich gerade fertig gemacht. Kann man sich wie immer auf GitHub ziehen.

Zitat von: NoLi am 16. August 2022, 16:00Lieferzeit ab Hersteller 109 Wochen?!? :yahoo:  :rofl:

Norbert
Jetzt sinds nur mehr 91 Wochen  :dance2:  :crazy: