Alles über PMTs

[Radioquant98]

Hallo,

vielleicht ist es eine Hilfe, wenn hier Dokumente und Links über PMTs gesammelt werden.

Ich fange hier mal an mit einem originalem PDF und dessen Übersetzung mittels
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=%C3%BCbersetzen+englisch-deutsch

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Ach so - Frage an die Experten: Wie würdet ihr in der Tabelle 3 die zweite Spalte (Modus) übersetzen ?

Viele Grüße
Bernd

[ALARA]

Wie wäre es mit "Betriebsart"?

//edit: Ich möchte mich damit aber nicht als Experte definieren.

[Radioquant98]

Wie wäre es mit "Betriebsart"?

//edit: Ich möchte mich damit aber nicht als Experte definieren.

Ja für Modus.

Aber die Begriffe in der Spalte ??????

Viele Grüße
Bernd

[Peter-1]

Hallo,

wie hier im Forum immer wieder zu lesen ist, kann man sich seine Hirnwindungen verknoten und verdrehen um einfache Sachlagen zu verkomplizieren.
Ein PMT liefert an der Anode einen Strom als Impuls, oder bei Dauerlicht einen entsprechenden Strom. Jetzt gibt es 2 Wege der Weiterverarbeitung.

a) die Anode wird über einen Widerstand mit Spannung versorgt und an diesem Widerstand kann entsprechend U = I * R eine Spannung abgegriffen werden, oder

b) der Strom der Anode wird einem Transimpedanzwandler zugeführt und dieser wandelt den Strom in eine Spannung um.

Jede Version hat Vor- und Nachteile. a) ist ein einfacher Widerstand.
b) klingt kompliziert ist aber mit wenigen Bauteilen sehr sicher aufzubauen. Zudem der Vorteil dass sich am PMT fast keine Spannungsänderung bei einem Impuls zeigt da der Wandler im Idealfall einen Eingangswiderstand von nahe Null hat.

Schon um 1970 haben Industriegeräte die Version b) genutzt, aber auch heute ist diese b) Version bei Profigeräten üblich.
Mit wenigen Bauteilen ist heute eine sehr lineare Wandlung von Strom in Spannung möglich und trägt so zu einer großen Dynamik bei.

Uralt Schaltung Siemens Karlsruhe aus 1970
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und es funktioniert bei mir immer noch von 20 keV bis 3000 keV sehr linear.

Auch heute eine übliche Version.
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Theremino verwischt es etwas, aber letztlich ist es auch die Version b).

Soviel Senf von meiner uralt Maschine    und der Betrachtungsweise.

Peter

[ABel]

Hallo,

ich hatte mir inzwischen den kompletten Text mit deepl übersetzen lassen. Hab ihn dann aber auf ein "SMath Solver"-Datenblatt übertragen, um mit den Informationen gleich rechnen zu können. Aus dem Datenblatt kann man nur über einen PDF-Drucker ein PDF erzeugen, das dann leider immer sehr groß ist.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

mit meinem BICRON 2MW2/2 hatte ich ja keine Probleme. Er hat an beiden PMT-Adaptern (Theremino V3.3, opengeiger) funktioniert. Nur leider war der Kristall nicht mehr sehr gut.

Mit dem Scionix 51B51/2 war das nicht so. Der Input für die PMT-Adapter hatte viel zu viel Spannung, beide Adapter waren überfordert und kappten den Impulsen die Kuppen, der Input für die Soundkarte war übersteuert. Im Versuch für dieses Problem eine Lösung zu finden, bin ich tiefer in die Materie eingestiegen. Inzwischen weiß ich vor allem was nicht geht.

Aus Mangel an praktischer Erfahrung versuche ich durch Simulationen mit LTspice mehr Einblick in die Materie zu gewinnen.
Mag sein, das ich zu blauäugig bin, aber ich verstehe nicht, warum ich nicht berechnen kann wie groß der Lastwiderstand für das Signal im Divider (unter Berücksichtigung von max. Anodenstrom, Interdynodenwiderstand und HV) sein sollte?!

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Und hier ein Link zu russischen PMTs

https://www.radioliga.com/Books/pdi2_3.pdf

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

soweit ich die von mir gelesenen Unterlagen verstanden habe, ergibt sich für mich das folgende Bild, wenn es um die PMT-Beschaltung (Divider) geht:

Der PMT benötigt eine Hochspannung, die üblicherweise durch eine Widerstandskette für eine gestufte Spannung auf den Dynoden sorgt. Bei uns liegt üblicherweise die Kathode auf GND und die Anode hängt an der vollen Hochspannung (es geht auch anders herum, lasse ich hier aber weg). Die zwischen Kathode und Anode liegenden Dynoden tragen in Richtung Anode immer höhere Spannungen.

Das Signal des PMT entsteht dann an der Anode. Mit einem Lastwiderstand (im Schema R13) lässt sich die Höhe der Signalspannung einstellen. Bei einem PMT mit getrennter Signalleitung liegt dieser Widerstand zwischen Anode und Hochspannungsanschluss.

Da an der Anode keine Hochspannung abfließt, fällt an diesem Lastwiderstand (R13) auch nichts von der Hochspannung ab. An der Anode liegt – trotz R13 – die volle Hochspannung an.

Das Signal wird üblicherweise als Stromquelle (also nicht als Spannungsquelle) an der Anode angesehen. Das Signal fließt über einen Kondensator, der die Hochspannung vom Signal trennt in die Signalleitung und durch seinen Lastwiderstand (R13) und die Hochspannungsquelle nach GND. Das der Signalstrom durch die Hochspannungquelle fließt habe ich lange nicht realisiert, aber nun in der Simulation erkannt. Die Größe des Lastwiderstandes bestimmt die Spannungsamplitude des Signals. Ist der Lastwiderstand Null (eine Brücke) gibt es einen Kurzschluss und kein Signal auf der Signalleitung.

Dies alles lässt sich auch in einer LTspice-Simulation nachvollziehen, bis ...

Ja, bis man die Hochspannungsquelle mit einem Innenwiderstand versieht. Dann fließt ein Teil des Signalstromes auch über die Widerstände R1 bis R12 ab und das Ganze ist nicht so schön eindeutig wie oben beschrieben.

Dann kommt es darauf an, einen realistischen Wert für den Innenwiderstand der Hochspannungsquelle zu finden. Nun verwende ich zur Hochspannungsversorgung vor allem den C10940 von HAMAMATSU. Der regelt die Hochspannung nach. Sein Datenblatt macht keine Angabe zu einem Innenwiderstand. Wie kann ich den Innenwiderstand ermitteln?

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Eine geregelte Spannung hat idealer Weise 0-Ohm Innenwiderstand.
Bei Theremino wird der Innenwiderstand durch hinter dem Regelpunkt geschaltene Widerstände R4 bis R7 erzeugt. Wobei impulsmäßig R4 und R5 wegen den Abblockkondensatoren kaum wirken.
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Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

mit dem anliegenden Schema müsste sich der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle berechnen lassen zu:

Ri = U(TP2) * RL * 12 * RDy / ( U(TP1) * 12 * RDy – U(TP2) * ( RL + 12 * RDy ) )

Sollte Ri = 0 sein, so müsste auch U(TP2) = 0 sein.

Im Juni 2025 hatte ich auf Hinweis von Peter-1 zwar schon Mal so gemessen, aber leider nicht zweikanalig. Die Messergebnisse beziehen sich also nicht auf dasselbe Zerfallsereignis und taugen daher nicht zur Berechnung von Ri.

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Warum so umständlich wenn Du nur Ri der HV-Quelle berechnen willst?

Lese dir erstmal das hier durch: https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/innenwid.html

Also belaste die HV-Spannung mit einem Widerstand sodas meinetwegen 1µA fließen (genauen Wert messen) und messe die HV-Spannung.
Das Gleiche nochmal mit meinetwegen 10µA. Der höhere Strom muß aber noch innerhalb der angegebenen Parameter der Quelle liegen).

Dann gilt: Ri = Delta U / Delta I

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

nun hab ich Mal schnell gemessen

Messwert                 Theremino   HAMAMATSU
U0 (ohne R)              690 V          589,6 V
U1 (R=20 MOhm)     600,2 V       589,5 V
I1 (R=20 MOhm)      130,5 mA      89,7 mA
U2 (R=100 MOhm)   670,0 V       589,6 V
I2 (R=100 MOhm)     40,01 mA     24,91 mA

Für die Theremino HV ergibt das 771,4 Ohm, für das HAMAMATSU Modul geht das wohl so nicht. An ein Oszilloskop komm ich aber erst im neuen Jahr ran.

Gruß Andreas

PS: Gerade fällt mir auf, das mit den Strömen kann nicht stimmen. Die Theremino HV soll max. 100 uA liefern können, der HAMAMATSU 600uA. Was mach ich falsch? Mein TU161B misst im Meßbereich uA 401,2 uA DC und im Meßbereich mA 39,72 mA DC?

[Peter-1]

Hallo Andreas,

Du hast Dein Meßinstrument vergessen. Auch das hat einen Eingangswiderstand und zieht bei der Spannungsmessung Strom. Hoffentlich 100 Meg. besser mehr.

[ABel]

Hallo,

mit meinem alten Metex zur Strommessung (Meßbereich 200uA) bekomme ich plausiblere Ergebnisse:

für R=20MOhm 90,3 uA und für R=100MOhm 74,0 uA. Das ist dann ein Innenwiderstand von 4,28 MOhm.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

Entschuldigung! Das war mein Fehler. Ich hab die falsche Messleitung in die "mA uA"-Buchse umgesteckt.

Mit meinem UT161B bekomme ich nun noch andere Ergebnisse: Für R=20MOhm 40,6 uA und für R=100MOhm 9,4 uA, was dann auf einen Innenwiderstand von 2,24 MOhm führt.

Hat Jemand seinen Wert für die Theremino HV für mich? Nur der Plausibilität wegen.

Gruß Andreas