Hochspannungsnetzteil

[ABel]

Hallo Peter,

wie du an meinen Benennungen siehst, versuche ich eine Menge an Informationen im Namen zu codieren.

HISTOGRAM_2025_05_12_15_19_34_th_S_850V_f0_5_ag0_42_Et1500_x2_10kO_900s_L10cm_D3_3MO_C10_Bat_ohneC_Uraninit.jpg

Das erste "th" steht für die Theremino-Signalaufbereitung (ich hab auch noch ein ,,og" für die mit dem opengeiger PMT-Adapter), ,,S" steht für meinen Scionix-Detektor (,,B" für den von BICRON), dann kommt die angelegte HV, ,,f0_5" steht für einen Hardware-Gain meines Audio-Interfaces von 0,5, ,,ag0_42" ist das ,,Audio gain" von Theremino MCA von 0,42, dann der Wert des ,,Energy trimmer", dann die ,,Bins", Wert des Lastwiderstandes im Divider, Messzeit, Entfernung der Probe, ,,D3_3MO" Kennung des Dividers mit 3,3MegaOhm Interdynodenwiderstand, ,,C10" das C10940-Nettzteil (,,th" wäre die Theremino-HV-Versorgung), ,,Bat" Netzteilversorgung mit Batterie (statt ,,USB"), ,,ohneC" kein Kondensator im Netzteilausgang und ,,Uraninit" die Probe.

Ein jpg hat immer den Namen des Histogramms der grünen Linie. Die anderen Linien sind als ,,Ref" dazu geladen. Ich will nicht ausschließen, das ich mich beim Dazuladen der Ref's auch Mal vertue, ich bemühe mich schon darum, nicht Äpfel mit Birnen zu vergleichen. Leider sind die dazu geladenen Ref's nicht dokumentiert, ich versuche Mal sie rauszusuchen:
Ref 1 (rot): HISTOGRAM_2025_05_05_21_36_22_th_S_850V_f0_5_ag0_43_Et1520_x2_10kO_900s_L10cm_D3_3MO_C10_Bat_Uraninit
Ref 2 (blau): HISTOGRAM_2025_05_05_20_18_23_th_S_850V_f1_ag2_2_Et1500_x2_1kO_900s_L10cm_D3_3MO_C10_Bat_Uraninit
Ref 3 (magenta): HISTOGRAM_2025_05_06_09_18_00_th_S_850V_f0_5_ag0_43_Et1650_x2_10kO_900s_L10cm_D3_3MO_th_Bat_Uraninit.txt

Also die magenta-Linie stammt vom Theremino-HV-Netzteil. Außer diesem Unterschied gibt es nur minimale Unterschiede mit ,,ag0_42_Et1500" zu ,,ag0_43_Et1650". Wobei allerdings die 10 kOhm Lastwiderstand zwar gleich, aber evtl. nicht dem jeweiligen Netzteil richtig angepasst sind.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

nun hab ich versucht den optimalen  Lastwiderstand für das C10940-Netzteil ohne Kondensator im Ausgang zu finden.

Im anliegenden Histogramm hat der Lastwiderstand im Divide den Wert 100 Ohm (grün), 470 Ohm (rot), 1 kOhm (blau) und 3,3 kOhm (magenta). Wenn man in den Bereich 100 bis 600 keV schaut müsste das Optimum zwischen 470 Ohm und 1 kOhm liegen, aber mit dem was sich rechts von 1250 keV tut bin ich nicht wirklich zufrieden.

Beim Umstecken der Widerstände ist es mir passiert, das ich ein Beinchen nicht richtig in die Buchse gesteckt hatte. Es war also kein Lastwiderstand im Divider, oder der Lastwiderstand war unendlich. Dabei ergibt sich die grüne Linie im 2ten Histogramm. Dazu war es notwendig den ,,Audio gain" von MCA kräftig zu erhöhen (von 0.3 bis 0.4 auf über 2.0). Der ,,Noise test" ermittelt einen ,,Zero trim" von 4. Im Sooundcard scope ist zu sehen, das die Pulse nun nach Minus statt nach Plus ausschlagen. Ist mit diesem Zustand etwas anzufangen?

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Übrigens hält der C10940 die Ausgangsspannung auch bei geändertem Lastwiderstand ohne Nachjustierung, während die Theremino-HV-Versorgung Nachjustioert werden muss.
Gruß Andreas

Übrigens hält der C10940 die Ausgangsspannung auch bei geändertem Lastwiderstand ohne Nachjustierung, während die Theremino-HV-Versorgung Nachjustioert werden muss.
Gruß Andreas

Das zeigt, daß das Theremino überlastet ist und nicht mehr regelt. Aber das hatte ich ganz, ganz am Anfang durch einen Versuchsaufbau schon festgestellt. Es bringt halt nur eine bestimmte max HV-Spannung - ich hatte glaube mit der Dimensionierung an UB 5V gerade mal max 800V erreicht. Wenn die Last zu groß wird, bricht die Spannung zusammen und es findet keine Regelung mehr statt.
Wenn dem so ist kannst Du das Theremino nicht mit einem stabilen Netzteil vergleichen.

Viele Grüße
Bernd

[Peter-1]

Sorry aber ich verstehe immer weniger 
Ist da irgedwo eine Automatik an der Soundkarte eigeschaltet? Ganz sicher stimmt die Anpassung von Theremino zur Soundkarte nicht. Es sind für mich zu viele Baustellen.
Einziger Vorschlag von mir, gehe zu Null, wie bei Menschärgeredichnicht.

1. PMT mit dem Hamamatsu versorgen, das ist die sichere Version ( stabiler )
2. Baue eine kleine Schaltung um mit ca. 100 Hz variable Pulse zu erzeugen.
   siehe mein Vorschlag mit einem Rechteckgenerator und wenigen Bauteilen.
   Damit verschiedene Pulshöhen einstellen und im Energiespektrum von Theremino
   müssen sich dann saubere Linien ergeben.
   Mit diesem ersten Test ist die richtige Funktion von Soundkarte zu Theremino
   dann getestet.  Dann sieht man weiter.
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Es sollte dann so aussehen !
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[ABel]

Hallo Peter,

ich hab Mal den ,,Start pulse simulator" von Theremino MCA benutzt. Ich habe ,,Generator 1" ,,PmtPulses" simulieren lassen, beginnend mit 0 dB. Immer 10 Sekunden mit einer Einstellung aufnehmend. Zunächst mit einer direkten Verbindung zwischen Output und Input meines Audio-Interfaces. Dabei bin ich bis auf -19 dB hinuntergekommen. Ab dort meckert MCA ,,Too low signal". Dann durch die Theremino Signalaufbereitung hindurch. Dabei bin ich bis auf -11 dB hinuntergekommen.

Wo müssten sich denn diese Linien im Histogramm finden?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Andreas,
es geht doch darum zu testen dass die Soundkarte die vom Verstärker kommende Spannung gut ausnutzt. D.h.: Wenn z.B. die Soundkarte bis 1 Volt (Spitze) verträgt und ein 1 Volt Impuls bei Theremino sich bis auf 3 oder 4 MeV einstellen läßt, dann ist die erste Hürde genommen.
Wenn also ein 1 Volt Puls sich auf (angenommen) 3 MeV bringen läßt, dann muß ein 0,5 Volt Puls sich auf 1,5 MeV zeigen. Also ein linearer Zusammenhang. So kann man dann Stufe für Stufe sich vorarbeiten.

[ABel]

Hallo Peter,

hier Mal eine Zusammenstellung.

Zunächst mit einem Sinus. Mit ihm konnte ich auch Veff mit dem Multimeter messen. Die ersten 2 Stellen stimmen überein. Mit gleichen Einstellungen eine "PmtPulses"-Simulation.

Mit der Theremino-Signalverarbeitung dazwischen war 0 dB nicht möglich "Signall too high" und -23 dB war dann Too low.

Die Tabelle sieht doch sehr gut aus?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

es ist nun schwierig zu entscheiden, ob das Folgende noch zum Thema ,,Hochspannungsnetzteil" passt, oder nicht.

Zunächst ein Vergleich Lastwiderstand 660 Ohm (rot) / unendlich (grün). Wie schon gesagt, mit offen gelassenem Lastwiderstand im Divider schlagen die Pulse nach Minus und nicht mehr nach Plus. Die Amplitude ist sehr gering und bedarf einer kräftigen Verstärkung (>2.00) durch den Parameter ,,Audio gain" in MCA. Beim ,,Noise test" kommt ein ,,Zero trim" von 2 heraus. Normalerweise nimmt dieser Faktor mit höherer Verstärkung zu. Das er hier so klein wird scheint mir darauf hinzuweisen, das das Rauschen in diesem Betriebszustand sehr gering ist?! Das das so ist, sollen die 3 Screenshots aus Audacity zeigen. Der 3te Screenshot ist um 11 dB verstärkt um ihn mit dem 1ten vergleichen zu können.

Das zweite Histogramm (Lastwiderstand 660 Ohm) zeigt Pottasche (grün, aufliegend), Glühstrumpf (rot, 5 cm Abstand) und Uraninit (blau, 10 cm Abstand) im Vergleich.

Gehe ich recht in der Annahme, das sich der K40-Peak bei der Pottasche bei 980 keV, beim Glühstrumpf bei 1300 keV (oder doch bei 985, was aber ist dann das bei 1300) und beim Uraninit bei 1105 keV findet?

Und was sagt das dann über meinen Aufbau? Zu schlecht? Nicht besser zu erwarten?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo Peter,

noch Mal zu den Ergebnissen aus #96:

Die Verhältnisse der Amplituden bilden sich ja sehr schön im Histogramm ab, aber ...

Zwischen ,,Too high" und ,,Too low", also 9000 und 900 keV liegt ja nun nicht die volle Breite des Histogramms?! Das ist ja nun nur Faktor 10 (für Amplituden 20 dB), Faktor 100 hätte ich da schon erwartet?!

Gruß Andreas

[NoLi]

...
Gehe ich recht in der Annahme, das sich der K40-Peak bei der Pottasche bei 980 keV, beim Glühstrumpf bei 1300 keV (oder doch bei 985, was aber ist dann das bei 1300) und beim Uraninit bei 1105 keV findet?
...

Der Gamma-Energiepeak des K-40 beträgt 1461 keV!

Norbert

[Radioquant98]

......mit offen gelassenem Lastwiderstand im Divider schlagen die Pulse nach Minus und nicht mehr nach Plus......
Gruß Andreas

Also andreas, was willst Du damit erreichen ???????
Du stocherst sinnlos in der Schaltung herum. Lies doch bitte mal das PDF von mir durch, daß Du begreifst wie der PMT grundsätzlich funktioniert   Ohne diesem Grundwissen wir das nie was

Ich denke Du meinst mit Lastwiderstand den Anodenwiderstand (Arbeitswiderstand) an dem der Impuls abgenommen wird
Dieser hat überhaupt nichts mit dem Dynodenteiler zu tuen.
Und was glaubst Du warum der PMT eine Anode hat

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo Norbert,

Der Gamma-Energiepeak des K-40 beträgt 1461 keV!

ja, ich weiß. Ich hatte mich bei der Optimierung des Lastwiderstandes im Divider bisher auf den Energiebereich 75 bis 600 keV konzentriert. Das hat leidlich geklappt. Nun kommen die größeren Energien in den Blick.

Die Frage die im Hintergrund lauert ist aber:
Kann ein Hochspannungsnetzteil die Ergebnisse des Histogramms beeinflussen?
Z.B. weil die HV mit einem Puls etwas nachgibt und so dem Puls etwas von seiner Amplitude nimmt. Damit würde der Count im Histogramm nach links (zu niedrigeren Energien hin) verschoben.

In meinem Histogramm liegen die Peaks <600 keV für Glühstrumpf und Uraninit richtig. Mit den selben Parametern hebt sich die Pottasche nur bei 980 keV deutlich vom Hintergrund ab. Die zu klärende Frage ist: Warum tut sie das nicht bei 1461 keV?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo Bernd,

ich bin auf diesen Arbeitspunkt durch reinen Zufall (einen Fehler) gestoßen. Es verwundert mich, das es ihn überhaupt gibt und das bei ihm das Rauschen so gering ist.

In so ferm will ich damit nichts. Außer vielleicht meiner Verwunderung Ausdruck geben.

Er produziert ja auch ein verzerrtes Histogramm.

Gruß Andreas

[DL3HRT]

In meinem Histogramm liegen die Peaks <600 keV für Glühstrumpf und Uraninit richtig. Mit den selben Parametern hebt sich die Pottasche nur bei 980 keV deutlich vom Hintergrund ab. Die zu klärende Frage ist: Warum tut sie das nicht bei 1461 keV?

Offensichtlich ist bei deinem Aufbau der Zusammenhang zwischen Amplitude und Energie nicht linear. Das ist an sich nicht ungewöhnlich. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es für die Linearität bei PMTs auch auf die Höhe der Hochspannung ankommt.

Der 3"-PMT in meinem Detektor arbeitet beispielsweise bei 750 V am linearsten. Natürlich spielen da die Ausführung der HV-Erzeugung und des Spannungsteilers rein. Theremino empfiehlt sehr hochohmige Widerstände. Das liegt vermutlich daran, dass sonst die Spannung zusammenbricht.

Bei meinem ersten selbstgebauten Detektor mit 2"-PMT hatte ich z.B. nur 220 k Widerstände im Spannungsteiler und habe das Ganze aus einem Hamamatsu C4900 versorgt, welches locker mit dem größeren Grundstrom durch den Spannungsteiler zurechtkam.

Ansonsten lassen sich Nichtlinearitäten in Theremino sehr leicht über den Equalizer ausgleichen.

[Peter-1]

Andreas,

wir raufen uns die Haare aus und du spielst an tausend Stellen. 
Damit wir mal wieder auf einen neuen Stand kommen.

BITTE zeichne deinen letzten Stand ( Schaltbild ) incl. PMT - Verstärker - HV Teil auf. Die Rätselstunden sind sinnlos