Theremino PMT Adapter (V3.3)

[DL3HRT]

m = mV
u = µV

Aber du hast schon Recht, im Display ist ausreichend Platz um das auch so hinzuschreiben. 

[Radioquant98]

Ja genau , nur die Masse des Detektoreingangs gehört direkt mit der Abschirmung verbunden. Das war zu erwarten und ist der Grund für die ganze Masseführung.

Alle Schirmungen gehören immer direkt am Eingang des Vorverstärkers mit Masse verbunden.

Bei dir ist das ja zugleich der HV-Ausgang.

Mich würde nun noch dein Meßaufbau interessieren, denn auch da können Masseschleifen auftreten. betreibst Du die Schaltung zur Zeit mit einem Netzteil oder Batterie/Akku ?

Mich interessiert auch, welche Buchse wohin verbunden ist, denn eventuell mußt Du die Leitungen zu den Buchsen noch mit geschirmten Kabel verdrahten. Jeder Zentimeter Leitung fängt ungeschirmt Störungen ein.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo Bernd,

am Detektor hab ich den Kupferblechmantel durch einen aus verzinktem Stahlblech ersetzt. Die isolierten BNC-Buchsen sind wohl gut zu erkenen. Die Masseverbindung (BNC-Schirmung - Detektorgehäuse) ist noch provisorisch mit den grünen Krokodilklemmen verwirklicht.

Zum PNT-Adapter führen 2 gleichlange (1 Meter) BNC-Kabel. Die Buchse für die HV-Versorgung ist ganz links, Ein- und Ausgang für das Signal sind an der rechten Seite. Der Hochvoltteil wird mit 4 AA-Batterien, der Signalteil mit 4 AAA-Batterien versorgt. Jede Versorgung hat einen eigenen Einschalter. Alle 3 BNC-Buchsen sind isoliert. Die Vergindung zum Gehäuse wird provisorisch mit den roten Krokodilklemmen realisiert. Die Verbindung zur Soundkarte besteht aus einem BNC-Kabel, das erst direkt vor der Soundkarte einen Klinkenstecker angelötet hat.

Der umgebaute erste PMT-Adapter hat nur ein zusammengeschraubtes Gehäuse aus eloxierten Aluteilen. Eine unsolierte BNC-Buchse für HV und Signaleingang, auch nur eine Versorgung mit 4 AA-Batterien, eine unisolierte BNC-Buchse für das BNC-Kabel zur Soundkarte. Das zweite BNC-Kabel am Detektor nehme ich natürlich ab.

Die Leitungen zu den Batterien sind noch recht lang, ich will sie aber erst später kürzen.

Kann ich eigentlich mit einem Massekabel an ein Heizungsrohr etwas verbessern? Immerhin solle die Heizungsanlage ja gut geerdet sein.

Gruß Andreas

PS: gerade ist mir noch aufgefallen: Mit dem Gelben Kabel kann ich (bei ausgeschaltetem Adapter) gegen Masse messen, wie der Poti/Trimmer eingestellt ist. Über das Loch im Deckel kann ich den Poti/Trimmer verstellen.

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

ich blicke nicht durch.
Was hast Du nun wie verkabelt ? Laut dem Schaltplan wird doch das Signal im Adapter direkt am Hochpannungsausgang abgenommen, und bei dir ????

Skizziere Doch bitte mal deine Verkabelung und zeichne ein, was Du wo an welchen Massebereich angeschlossn hast. Erst müssen die Masseverbindungen der Buchsen innerhalb und außerhalb des Adapters richtig angeschlossen sein.

Und zeichne ein, wo du mit welchem Meßgerät mißt.
Wenn ich das genau weiß, kann ich dir weitere Tipps zur Verbesserung geben.

An den Potentialausgleich (Heizung) würde ich das nicht anschließen, da holst Du dir nur zusätzliche Störungen herein.
Richtige Masseführung und Schirmung sind viel besser.
Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo Bernd,

es gibt 2 PMT-Adapter

Der eine entspricht der Theremino-Vorlage. Hochvolt- und Signalteil befinden sich auf einer Platine. Es gibt nur ein BNC-Kabel zum Detektor. Der Massefluss ist nicht optimiert. Es sind keine isolierten BNC-Buchsen verbaut. Er ist auf den Fotos meines Beitrages vom 12. Mai 2023, 09:10 zu sehen.

Der zweite ist der, den wir in diesem Forum über viele Beiträge weiterentwickelt haben. Hochvolt- und Signalteil befinden sich auf zwei getrennten Platinen. Jeder Teil / jede Platine hat eine eigene Stromversorgung. Es gibt – zunächst – keine Masseverbindungen zwischen den Platinen und auch keine zwischen den Platinen und dem Gehäuse. Alle BNC-Buchsen sind isolierte Buchsen. Mit diesem Adapter sind 2 BNC-Kabel zum Detektor nötig.

Anliegend auch ein Schaltplan für den Detektor. Auch im Detektor sind isolierte BNC-Buchsen eingebaut. Es gibt – zunächst – keine Masseverbindung zum Detektorgehäuse.

Die Masseverbindungen der Gehäuse habe ich nur provisorisch durch Krokodilklemmenkabel realisiert. Beim Detektor ist das Kabel grün, beim Adapter rot.

Die kleine Platine des Signalteils im zweiten Adapter ist (isoliert) in ein kleines Stahlblechkistchen eingebaut. Dieses Kistchen steht (isoliert) auf der großen Platine des Hochvoltteils, alles zusammen ist (isoliert) in eine große Stahlblechkiste eingebaut, die ziemlich passgenau ins Gussalugehäuse eingepasst ist (siehe dazu die Fotos in meinem Beitrag vom 04. Mai 2023, 19:12, dort sind allerding noch unisolierte BNC-Buchsen zu sehen, die ich inzwischen getauscht habe). Zur Zeit gibt es keine Masseverbindung zwischen kleinem Kistchen und großer Kiste und Gussalugehäuse. Ist das so richtig, oder sollen die beiden Stahlblechkisten Kontakt untereinander haben?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Bild 3
das funktioniert nur wenn die Hochspannungsquelle hochohmig ist !!!
Die Signale werden "NORMAL" an der Anode abgenommen !

[ABel]

Hallo Peter,

also Impulse kann ich so sehen. Sie sind mir allerdings etwas schwach, so an die 500 mV in der Spitze. Schön wäre eine Verdoppelung.

Anbei Mal ein Schema von BICRON. Die Hochspannung kommt von einem Theremino PMT-Adapter, der soll 500 bis 1000 V bei bis zu 50 uA liefern, was mehr als 20 MOhm Last bedeutet. Die Beiträge im Forum hatte ich so verstanden, das als Last ca. 100 MOhm dranhängen sollten?!

Drum hab ich aus den 510 kOhm-Widerständen 10 MOhm gemacht. POT2 und C4 brauch ich nicht, die Spannungseinstellung erfolgt im PMT-Adapter.

Unsicher war ich mir über die Auslegung von R12, erst wollte ich ihn zu Null Ohm machen, ihn zu 40 MOhm zu machen war mir zu viel. Was wäre besser?

Als C3 zum Auskoppeln des Signals hab einen 4,7nF genommen, weil er bei Theremino diesen Wert hat.

R1 hab ich dann weggelassen.

Wie mache ich es besser?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Hallo Andreas,

den Pot. kannst ruhig weglassen, aber warum machst du es nicht genau so wie im Bild gezeigt? 
R1 ist nicht ganz unwichtig. Aber das ist nur meine Meinung.

[ABel]

Hallo Peter,

nun hab auch ich entdeckt, das ich auf der falschen Seite von R12 den Kondensator angeschlossen habe. Nach dem Umlöten musste ich den Gain schon kräftig zurückdrehen.

Den R1 hab ich weg gelassen, weil im Theremino-Adapter da auch keiner gegen Masse sitzt.

Ist denn R12 richtig dimensioniert? Was passiert, wenn der Null Ohm hat?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Wenn R12 Null Ohm hat und die Hochspannung recht niederohmig ist, so kommt kein Signal heraus.

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

R12 kannst Du nicht weglassen, wie Peter schon schreibt, das ist der Arbeitswiderstand. Und R1 ist der Entladewiderstand für C3, damit es nicht zuckt

Das Du deinen SEV so beschaltet hast konnte ich nicht wissen, dann muß der Adapter so aussehen.
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Bei völlig getrennter Stromversorgung aus Batterien für HV und VV gehen je in Kabel zum SEV.
Die Masse der HV geht im Adapter nur an die HV-Schaltung und Masse des VV nur an die Masse der VV-Schaltung. Beide Schaltungen haben hie Untereinander Keine Verbindung. Die VV-Schirmung nur an die VV-Masse. Die äußere Schirmung nur an die HV-Masse .

Am SEV werden die beiden Massen verbunden und an die SEV-Schirmung gelegt. Dort bräuchtest Du keine isolierten Buchsen, aber egal.
Das Alles gilt aber nur bei völlig getrennten Stromversorgungen und Schirmungen.

Also sollte es jetzt funktionieren.

Mit der Beschaltung des SEV habe ich auch noch keine Erfahrung. Ob man den Anodenwiederstand unabhängig vom Dynodenteiler ändern darf ???? Vielleicht weiß das Jemand hier.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

weil der Theremino PMT-Socket für den Hamamatsu R6095 keinen Widerstand zwischen Hochvoltzuleitung und Anode vorsieht, habe ich den R12 an meinem Detektor Mal überbrückt.

Für den PMT-Adapter mit Hochvolt- und Signalteil auf einer Platine und mit nur einem BNC-Kabel zum Detektor ergab sich ein Gewinn von 0,6 dB.

Für den PMT-Adapter mit getrenntem Hochvolt- und Signalteil, also mit 2 BNC-Kabeln zum Detektor ergab sich ein Verlust von -14,3 dB. Nun reizt es mich, den Widerstand R12 weiter zu erhöhen, um die Signalstärke weiter zu erhöhen.

Ganz generell ist der zweite Adapter nun 31,2 dB besser als der erste. Mit dem Anschluss des Auskoppelkondensators direkt an der Anode (also nicht mehr an der Hochvoltzuleitung) heben die Impulse sich nun sehr viel deutlicher vom Rauschen ab, sehr viel deutlicher auch als beim ersten Adapter.

Wie habe ich das gemessen? 10 Minuten Aufzeichnung mit Audacity, Aufzeichnung markieren, Effekte – Lautstärke und Kompression – Verstärken..., dann sagt Audacity um wieviel dB es die Aufzeichnung verstärken kann um mit der höchsten Amplitude auf 0 dB zu kommen.

Nochmal zum R1 im BICRON-Schema: Ich habe dem Kondensator C3 die Funktion des C8 im Theremino-PMT-Adapter zugeschrieben. Beide Kondensatoren in der Schaltung zu belassen, habe ich als unsinnig angesehen. Ist das richtig?

Soweit ich die Theremino-Texte verstanden habe, bereitet der C8 gefolgt von R8 und C9, R9, ... die Impulse auf (streckt sie insbesondere in der Zeit). Da dort kein Widerstand gegen GND vorkommt, habe ich den R1 im BICRON-Schema weggelassen, weil ich Angst hatte die Theremino-Signalaufbereitung in unzulässiger Weise zu stören. War dies Angst unbegründet?

Um die provisorischen Masseverbindungen zu den Gehäusen durch fest verdrahtete zu ersetzen, werd ich wohl noch ein paar Tage brauchen.

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

  war eine schwere Geburt, aber was lange dauert wird gut.

"Nochmal zum R1 im BICRON-Schema: Ich habe dem Kondensator C3 die Funktion des C8 im Theremino-PMT-Adapter zugeschrieben. Beide Kondensatoren in der Schaltung zu belassen, habe ich als unsinnig angesehen. Ist das richtig?"
Richtig,. Stören aber nicht und wenn Du mal was Anderes anschließt, wo kein Koppel-C drin ist , bist Du universeller. Ohne C im SEV kannst Du den Entladewiderstand R1 sowieso weglassen.

Eine Zweikabellösung zum SEV ist immer vorzuziehen.

Mache Deine Masseverbindungen am Besten Schritt für Schritt und kontrolliere nach jeder das Rauschen - darf nicht schlechter werden. Das erspart dir dann die Fehlersuche nach der falschen Masseverbindung.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

nun wollte ich ja die Größe des Widerstandes R12 am PMT-Anschluss optimieren.
Ich habe schnell gemerkt, das ich mit Messzeiten von 10 Min. keine sinnvollen Ergebnisse bekomme. Aber auch mit 60 Min. Messzeit war das nicht möglich.

Spitzenamplitude binnen 60 Min. (ermittelt mit Audacity):
R12=2 MΩ: -0,535 dB, -1,056 dB, -1,09 dB
R12=1,66 MΩ: -1,105 dB
R12=5 MΩ: -0,558 dB
R12=10 MΩ: -0,507 dB
Bei der Streuung mit 2 MΩ, mag ich den anderen Ergebnissen nicht trauen!

Daher die Frage: Was gibt es für Möglichkeiten die Qualität von Signalen zu bewerten?

Gibt es statistische Verfahren dazu? Gibt es die Möglichkeit einen Rauschabstand aus Messergebnissen heraus zu ermitteln? Möglicherweise mit Excel oder einem Mathematikprogramm wie Octave?

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Nun der Arbeits(Anoden)widerstand R12 bildet mit der Kabelkapazität einen Integrator. Verformt dir als die Impulse. Deshalb ist es auch besser den VV im SEV-Gehäuse unterzubringen und dann niederohmig mit Z=50Ohm auszukoppeln .
Aber villeicht berücksichtigt das deine Software, aber davon habe ich keine Ahnung.

Viele Grüße
Bernd