Scionix Szintiilationsdetektor 51B51/2

[ABel]

Hallo,

nun ein paar Überlegungen zum Signalleitungswiderstand (RS):
Der PMT-Adapter hat einen Innenwiderstand (Ri) von 3 MOhm. Mit einem RS > 0 unterscheiden sich Spannung am PMT-Adapter-Eingang zu Spannung am Dividerausgang um den Faktor Ri/(RS+Ri), für RS=1,5MOhm also um 0,666 bzw. für RS=2MOhm 0,6. Angenommen die Spannung am Dividerausgang ist konstant (was nicht wirklich zutrifft, weil ja die Last verschieden ist) dann müssten sich die Spannungen am PMT-Adapter-Eingang um 0,9 unterscheiden. Wenn man sich die wav-Daten ansieht, kann das nicht stimmen!

Das oben gesagte gilt ja eigentlich nur für Gleichstrom. Was aber tut der Signalleitungswiderstand einem Puls? Verändert er den Eingangsfilter im PMT-Adapter? Kann ich das mit einem weiteren Trennkondensator zwischen Signalleitungswiderstand und PMT-Adapter-Eingang verhindern? (Ein Trennkondensator sitzt im Divider vor dessen Ausgang, also vor dem Signalleitungswiderstand.) Um welchen Faktor verändert sich die Amplitude eines Pulses?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo

hier noch ein Schema dazu. RDy ist ein Interdynodenwiderstand (hier 3,3 MOhm), PMT_RL1 der Lastwiderstand im Divider (hier 2 MOhm), RS der Signalleitungswiderstand (hier 1,5 und 2 MOhm).

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo

das ist ein – vom BaseLine test – verworfener (Rejected) Puls. Das sieht für mich so aus, als wäre hier die Zeit zwischen Einsetzen und Maximum des Pulses zu groß. Das 2te blaue Kästchen liegt bereits im Anstiegsbereich des Pulses und nicht vor ihm.

Oben rechts im Pulse viewer, die Schalter S, N, B und R scheinen mir die Gründe für ein reject zu sein. Leider konnte ich keine Erklärung zu diesen Gründen finden. Unten rechts in rot, die Angaben unter S, N1 und N2 sind bei mir immer 0%. Kennt Jemand Erklärungen für all das?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

durch das Hochsetzen des Parameters ,,Position" für den ,,BaseLine test" bekomme ich nun auch mit BaseLine test ein Histogramm. Bis zu einem Signalleitungswiderstand von 1,5 MOhm bin ich mit der Default-Einstellung 80 zurechtgekommen, für 2 Mohm brauche ich nun 120 (mit 100 sind die Pulses per sec. viel zu klein).

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

leider muss ich schon wieder einen Fehler Melden:
Der in den vorherigen Beiträgen benannte Signalleitungswiderstand von 2 MOhm hatte 10 MOhm. Ich hatte ihn irgendwo ausgelötet und in dann in das falsche Tütchen gesteckt.

Damit war dann der Faktor aus #135 nicht 0,9 sondern 4,5/13=0,346... also ca. 1/3 und der Unterschied der wav-Aufzeichnungen damit plausibler.

Nun habe ich erst Mal mit dem ,,Position"-Parameter gespielt. Im Histogramm in grün 110 µs, in grau 140 µs, in gelb 170 µs, in blau 200 µs und in braun 250µs. Die Werte für die ,,Pulse per sec." im Diagramm liegen zwischen 332 und 390 pps, der Wert für Position 100 µs fällt mit 123 pps stark ab, daher hab ich ihn nicht ins Diagramm mit aufgenommen.

Kann mir Jemand etwas über die anderen ,,BaseLine test"-Parameter sagen? Wann muss ich sie wie verändern?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

beim letzten Histogramm liegen die Buckel von Bi214 (bei 768, 934, 1120, 1238, 1377+1408+K40, 1764, 2204) ja schon fast da, wo sie hingehören. Scheinbar komme ich meinem Optimum näher.

Die Kurve von Position=110 µs ist sicher nicht gut, aber welch der anderen ist besser?
Ist der Buckel, der sich bei größer werdenden Position-Werten am linken Rand ausbildet (bei ca. 26 keV), ein sichtbar werdendes Ereignis, oder ein Fehler?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Hallo Andreas,

es gibt so gute Beschreibungen, da muß man nicht viel an den Vorschlägen ändern.
https://pico.dreamhosters.com/soft/ThereminoMCA_Help_ENG.pdf

Peter

[ABel]

Hallo Peter,

ich hatte mir den italienischen Text sogar teilweise von deepl neu ins Deutsche übersetzen lassen, weil mir der deutsche Text von Theremino doch etwas schlecht zu verstehen war. Nur weil ich diesen Text schon Mal gelesen hatte, bin ich mit der Entdeckung aus #137 auf die Idee gekommen an dem Position-Parameter zu experimentieren. Aber gerade bei dem Kapitel zum BaseLine test fehlen mir detaillierte Informationen und der Absatz zum Pulse viewer ist nicht aktuell (siehe dazu meine Fragen in #137).

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

anbei ein Histogramm mit einem Lastwiderstand im Divider von 1 MOhm und einem Signalleitungswiderstand von 10 MOhm (C10940-Netzteil, 3,3 MOhm Interdynodenwiderstand, opengeiger PMT-Adapter, Uraninit-Steinchen 10 cm).

Mit 500 V HV (in grau) und 550 V (in gelb) ist mir die x-Achse zu verkürzt. Mit wachsender HV (600 V in blau, 625 V in grün, 650 V in braun) streckt sich die x-Achse (mit 650 V schon zu stark). Im Auszug (ohne die graue und die gelbe Kurve) ist deutlicher zu sehen, das sich mit 650 V bei 1800 keV ein Peak ergibt der dort nicht hingehört, aber auch bei 625 V gibt es einen solchen bei 2526 keV. Damit bleibt für ein ,,vernünftiges" Histogramm nur ein kleiner Bereich um die 600 V HV.

Seh ich das richtig, oder gibt es dazu andere Meinungen?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

ich hab mir nochmal meine Daten aus dem August vorgenommen (siehe Beitrag #109 und folgende).

Das große Problem in Hintergrund ist, dass die Pulse aus dem Scionix-PMT zu hoch für Theremino- und opengeiger-PMT-Adapter sind. Die Messungen im August sollten klären, ob ein Widerstand in der Signalleitung ein geeignetes Mittel ist, um die Pulshöhe so zu reduzieren, das sie als Input für die PMT-Adapter taugen.

Für die Messungen wurde mein opengeiger-PMT-Adapter-Nachbau genutzt, bei dem die Verstärkung in der ersten Operationsverstärkerstufe von 2 auf 1 reduziert wurde.

Der Innenwiderstand des PMT-Adapters beträgt 3 MΩ, mit einem Signalleitungswiderstand von 1 MΩ sollte sich die Amplitude für den PMT-Adapter-Input also auf 3/4 reduzieren. Allerdings erhöht sich der Lastwiderstand für den Divider nun von 3 auf 4 MΩ, was vermutlich Form und Höhe des Pulses verändert. Die 4 Diagramme zeigen die digitalisierten Pulse.

Die Datenzusammenfassung zeigt überdies, dass sich der Zeitabstand zwischen max. Pulshöhe am Devideraussgang und max. Pulshöhe am Adapterausgang mit dem Signalleitungswiderstand von (im Mittel) 60 auf 102 μs erhöht (letzte Spalte in der Datenzusammenfassung).

Um diesen Zusammenhang aufzuklären habe ich LTspice-Simulationen gemacht. In rot und blau sind die digitalisierten Pulse zu sehen. Da sich im wav-Format nur Amplituden zwischen +/- 1 V darstellen lassen, musste ich die Messdaten zur Konvertierung (von csv nach wav) abschwächen und sie in LTspice dann wieder verstärken. In grün ist eine Näherung des Inputsignals durch die EXP-Funktion von LTspice zu sehen. In magenta und hellblau sind die Outputsignale zu sehen.

Für den Datensatz on00014 (Input C1ob00014, Output C2on00014) – also der ohne Signalleitungswiderstand – stimmen Messwerte und Simulationsergebnisse recht gut überein. Für den Datensatz on00001 (Input C1ob00001, Output C2on00001) – also der mit Signalleitungswiderstand – stimmen sie leider nicht. Insbesondere der Zeitabstand zwischen max. Pulshöhe am Devideraussgang und max. Pulshöhe am Adapterausgang sind so nicht zu erklären.

Hab ich in meinem Schema irgendwo einen Fehler?

Die Messungen habe ich mit einem LeCroy WaveRunner 6050 (500 MHz, Quad 5 GS/s, Windows 2000, Ri 10MOhm, 8 bis 11 Bit) gemacht. Die Datensätze sind mit 5 MHz und 8 Bit erzeugt worden, dazu wäre ein Oszilloskop von mindestens 10, besser 25 MHz Bandbreite nötig. In der Datenzusammenstellung findet sich als größte Steigung 50.000.000 V/s, das sind bei 14,5 V Amplitude 290 ns Anstiegszeit. Mit der Faustformel Bandbreite = 0,35 / Anstiegszeit ergeben sich nur 1,2 MHz Bandbreite. Dazu die Frage:

Welche Bandbreite muss ein Oszilloskop min. haben, bzw. sollte es haben, damit an Detektoren sinnvoll gemessen werden kann?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

hab gestern Abend noch ein bisschen mit LTspice gespielt. Den Output-Puls hab ich weiter nach hinten bekommen indem ich
- die beiden Kondensatoren der RC-Glieder vor der ersten OpAmp-Stufe vergrößert habe (C2 von 22p auf 56p, C3 von 22p auf 47p, hellblaue Kurve)
- die beiden Kondensatoren des Sallen-Key-Filters zwischen den OpAmp-Stufen vergrößert habe (C4 und C5 von 10n auf 47n, magenta Kurve)

Für die Messungen im August hab ich die Kondensatorwerte natürlich nicht verändert.
Frage also: Wie kann ein Signalleitungswiderstand einen ähnlichen Effekt hervorrufen?

Mit einem zusätzlichen Kondensator parallel zu dem 10 MΩ Widerstand für das Oszilloskop (Kanal1) geht das nicht.

Gruß Andreas