Entwurf von Photomultiplier-Ausgangsschaltungen

Begonnen von ABel, 11. Dezember 2025, 07:45

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ABel

Hallo,

bei dem Hersteller des Photomultipliers (ETL 9266), der in meinem Scionix 51B51/2-Detektor steckt, habe ich diese Broschüre gefunden:
https://et-enterprises.com/images/technical_papers/rp065_design_of_PMT_output_circuits.pdf

Der enlische Text ist mit deepl übersetzt, die Berechnungen sind mit dem freien MathCAD-Clone ,,SMath Solver" gemacht. Ich möchte die dort gemachten Aussagen nachvollziehen.

Das erste Problem, das ich dabei habe:
Was sind die Bauteile Ro und Co? Sie können eigentlich nicht identisch mit R und C in figure 1 sein. Aus RoxCo ergibt sich auch eine ganz andere Zeitkonstante als für RxC.

Als nächstes:
Wenn die Zeitkonstante τ = RxC ist, was ist τs? Woher nehme ich sie?

Gruß Andreas

Radioquant98

Hallo Andreas,

ich verstehe das so:

Bild 1: R und C sind die inneren Werte des PMT

Bild3: R und C ist das Integrationsglied und Co die Schaltkapazität.

Wirksam wird die ganze Kombination.

Viele Grüße
Bernd

ABel

Hallo,

nun hab ich Mal versucht, das Ganze in LTspice umzusetzen. Weil doch der PMT eine ,,idealen Stromquelle" sein soll, würde ich ihn auch als solche realisieren wollen. Das Ergebnis (out1) ist leider nicht das Erwartete.

Zur näherungsweise Darstellung einer zeitabhängiger Exponentialquellen habe ich diesen Text gefunden:

https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/ltspice-using-time-dependent-exponential-sources-to-model-transients.html#:~:text=LTspice%C2%AE%20features%20a%20double,Raise%20Tau%2C%20and%20Fall%20Tau.

Danach sind die 2 Spannungsquellen (V1, V2) ausgelegt. out2 scheint mir aber keine allzugute Näherung für die Funktion (3) aus dem Ursprungspapier zu sein.

Gruß Andreas

Radioquant98

Beschreibe mal bitte dein R und C.
Es fehlen Koppel-C und das oder die Interationsglieder(R/C-Glieder)

Viele Grüße
Bernd

Radioquant98

Hallo Andreas,

ich habe mal aufgemalt, wie ich die Ersatzschaltung sehe.

PMT = Stromquelle parallel Ro und Co wobei Co dem Datenblatt entnommen oder mit wenigen einstelligen pF angenommen werden muß

Ra ist der Anodenwiderstand Csieb ist der Siebwiderstand

Ck ist der Koppelkondensator

Cschalt sind die Schaltkapazitäten (Kabel usw)

R und C ist das Integrationsglied (bei Theremino 2x vorhanden)

Reing ist der Eingangswiderstand des Verstärkers

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Viele Grüße
Bernd

ABel

Hallo Bernd,

ich bin noch immer mit figure 1 und dem Weg von Formel (1) zu Formel (3) beschäftigt. In LTspice kann ich ja nicht die Formel eingeben, sondern muss sie über die Parameter der dortigen EXP-Funktion (Vpulsed, Rise Delay, Rise Tau, Fall Delay und Fall Tau) nachbilden. Mit der Deklaration von .func our4( ... versuche ich die Formel (3) in LTspice zur Verfügung zu stellen. Es ist mir aber noch nicht gelungen sie als Vergleichsfunktion in meine LTspice-Diagramme hinein zu bekommen.

Bisher ist im Diagramm zu sehen:
Als V(out2) in magenta die näherungsweise Nachbildung durch 2 Spannungsquellen (Link im Beitrag #2). Sie kommt einer Stromquelle mit Rechteckfunktion und deren Output nach R und C recht nahe (I(I) in rot und V(out1) in blau). Mit der Nutzung der EXP-Funktion (I(I1) in grün) und deren Output (V(out3) in blaugrün) bin ich noch nicht zufrieden.

Wenn ich dieses Problem am PMT gelöst habe, steht schon ein ziemlich umfangreiches LTspice-Schema mit Divider und PMT-Adapter zur Verfügung (siehe Anlage Gesamtschema). Den Kondensator C8 gibt es in Wirklichkeit nicht, er ist notwendig, damit die Hochspannung auf diesem Weg nicht abfließen kann.

Gruß Andreas

ABel

Hallo,

hier Mal das letzte Ergebnis einer Iteration per Hand.

Gruß Andreas