Форум РадиоКот

Ivani, да я просто неправильно выразился. Хотел сказать, что PIN-фотодиод может зарегистрировать более быстрые события, чем обычный

Я тут подумал, зачем мне вообще ОУ для усиления. Собрал простую схему с двумя каскадами усиления на jFET-транзисторах. Всё работает. И потребление приятное - 500 мкА.
Но на самом деле без ОУ на конечном этапе не обойтись, т.к. перед обработкой сигнала надо отбросить низкочастотный и высокочастотные шумы.

ArtDen писал(а):Я тут подумал, зачем мне вообще ОУ для усиления. Собрал простую схему с двумя каскадами усиления на jFET-транзисторах. Всё работает. И потребление приятное - 500 мкА.

Поделись со схемой усилителя

Mr.Sl4, к сожалению файл со схемой в LTSpice я уже успел перезатереть другой схемой, которую я сейчас пытаюсь собрать, а заново рисовать лень

ПРосто скажу, что включал их по стандартной схеме как например вот отсюда:

И так два каскада подряд.

Но сразу следует иметь ввиду, что выходной сигнал такой схемы будет иметь вид пилы (резкий подъём и медленный спад), а не импульсов, как у меня в теме на осциллограммах + он будет зашумлён ВЧ и НЧ шумом, так что его придётся ещё обработать, чтобы получить красивую картинку на осциллографе. Хотя если просто считать импульсы, то обработки не потребуется.

ArtDen писал(а):Mr.Sl4, к сожалению файл со схемой в LTSpice я уже успел перезатереть другой схемой, которую я сейчас пытаюсь собрать, а заново рисовать лень

ПРосто скажу, что включал их по стандартной схеме как например вот отсюда:

И так два каскада подряд.

Но сразу следует иметь ввиду, что выходной сигнал такой схемы будет иметь вид пилы (резкий подъём и медленный спад), а не импульсов, как у меня в теме на осциллограммах + он будет зашумлён ВЧ и НЧ шумом, так что его придётся ещё обработать, чтобы получить красивую картинку на осциллографе. Хотя если просто считать импульсы, то обработки не потребуется.

Я знаю что на выходе будет... совсем не торт, но мне как раз для подсчета импульсов:) А какие номиналы резисторов?
На кп302 соберу усилитель, как будет время и придут диоды, дальше компаратор.
А как задать примерный импульс, как на выходе с фотодиода в лтспайсе? какие у него характеристики?

Mr.Sl4 писал(а):Я знаю что на выходе будет... совсем не торт, но мне как раз для подсчета импульсов:)

Думаю на ОУ будет гораздо надёжнее. Тем более, что на ОУ собирается усилитель с минимумом влияния шума резисторов на выходной шум. А на транзисторе шум резистора, через который ты будешь подавать на фотодиод напряжение смещения и входной резистор для транзистора (Rg) будут шуметь почти в полную силу.

Mr.Sl4 писал(а):А какие номиналы резисторов?

В моём случае у первого каскада -
Rg = 47 МОм,
Rd = 14 кОм
Rs = 2 кОм.
Второй каскад такой-же кроме Rg = 100 кОм.
Кондёры - 0.1 мкФ керамика.

Mr.Sl4 писал(а):На кп302 соберу усилитель, как будет время и придут диоды, дальше компаратор.
А как задать примерный импульс, как на выходе с фотодиода в лтспайсе? какие у него характеристики?

Я просто на вход через маленький конденсатор подаю импульсы или синусоиду с частотой 10-20 кГц. Вообще я нашёл модель для своего фотодиода, но пока не понял как её воткнуть в LTSpice, т.к. там нету похожего элемента.

Так как кп302 в не совсем удачном корпусе и индуктивность ножек будет большой, от чего начнется генерация, я решил использовать BFR93A, на котором ранее собирал детектор СВЧ излучения с достаточно большой чувствительностью. Из стандартной схемы детектора взял усилитель, после которого идет компаратор.
Модель в ЛТСпайсе, входной сигнал- пила 2nc фронт и столько же спад, в пике 50мВ.


(странно, не смог загрузить картинку сюда... )

Вот схема

Ты проверил эти схемы на практике с фотодиодами?

на практике- нет, только с антенкой.

UPD: Но на антенке такая же амплитуда и длительность импульсов как с пин диода, даже меньше. Естественно о подключении светодиода на прямую ко выходу речи не идет.

Попробовал Vishay-евские фотодиоды BPW34. Оказалось, что они очень сильно "шумят" в отличии от осрамовских и поэтому не особо подходят для подобных целей.

Добавлено:
Точнее не так. Среди вишаевских фотодиодов встречаются сильношумящие, которые надо просто не использовать.

Вот видео осциллограммы с вишаевскими фотодиодами и сцинтиллятором при замере фона:
http://www.youtube.com/watch?v=19PFarjCGok

Если поднести тумблер с СПД:
http://www.youtube.com/watch?v=m1HpcBPN4Ng

А вот как сборка с фотодиодами выглядит:

Всего 34 фотодиода по 7.5 мм2 каждый. В сумме 2.55 см2. К сожалению, даже с таким количеством фотодиодов, площадь фотодиодов получается всего одна треть от площади окна сцинтиллятора.

В связке с сцинтиллятором:

Мне попадался Осрам-овский шумящий фд и шумящая изолента, в среднем Vishay-евские фотодиоды шумят больше Осрам-овских?

Честно говоря не знаю, кто больше шумит. Наверное надо будет сделать установку для измерения шума фотодиодов. Тогда станет ясно, кто из них больше шумит и проще будет отбраковывать фотодиоды.

Кстати, Ivani, спасибо за наводку про шумящую изолетну. Почистил платы уайтспиритом, чтобы смыть флюс и отпечатки пальцев, а под изоленту положил подкладку - шума стало меньше.

PS: включил эту связку фотодиодов без сцинтиллятора. Так она ловит частицы примерно одну в 10 секунд ) Видимо фотодиод такого большого размера не стоит использовать. Фотодиоды с меньшей площадью гораздо лучше в плане ёмкости (чем больше ёмкость, тем сильнее "размазывается" импульс) и меньшей прямой чувствительности к частицам.

А вот частота регистрации частиц в связке сцинтиллятор+фотодиод (по горизонтали развёртка - одна секунда на единицу деления шкалы):

Я насчитал по этой картинке 2.5 частицы в секунду в среднем

ArtDen писал(а): Всего 34 фотодиода по 7.5 мм2 каждый. В сумме 2.55 см2. К сожалению, даже с таким количеством фотодиодов, площадь фотодиодов получается всего одна треть от площади окна сцинтиллятора.

Сфокусируй окно сцинтиллятора линзой, на один фотодиод.
Когда покупал эти фотодиоды, я думал что они будут достаточно большими...

С фокусировать не получится, а вот закрыть окно отражателем из фольги с дыркой под 1 ФД реально.

Mr.Sl4, если бы свет от сцинтиллятора излучался параллельно, то можно было сфокусировать. Но он излучается во все стороны. Поэтому особого смысла фокусировать нету.

Ivani, пробовал. Эффекта почти не заметил. Видимо от фольги свет плохо отражается обратно

Да при множественных отражениях световой импульс ослабится, но и шум снизится и емкость и в результате амплитуда выходного сигнала увеличится в разы, другое дело что длительность импульса уйдет в диапазон 10-100нс

Ivani, тем не менее мне это не помогло. Кстати, импульс не может быть таким коротким от CsI(Tl). Вроде он как минимум 0.5 мкс должен быть.

Подборка
По своим свойствам кристаллCsI(Tl) приближается к иде-альному сцинтиллятору, так как он имеет очень высокую конверсионную эф-фективность(6400 фотонов/МэВ), относительно быстрое время затухания(680 нс), высокую плотность(4,53г/см^3) и Zэф (54), а также характеризуется высокойрадиационной стойкостью.

Ориентировочно энергетические диапазоны для компонентов детектора определены как: 25-200 кэВ для NaI(Tl) и 0,3-8,0 МэВ для CsI(Tl). Используемые сцинтилляторы отличаются друг от друга по следующим основным параметрам, приведенным ниже в таблице.
Параметр сцинтиллятора
NaI(Tl) CsI(Tl)
Энергия образования одного фотона, эВ
30 55
Постоянная высвечивания для быстрой компоненты, не
220 700
Постоянная высвечивания для 1 -и медденноной компоненты, мкс
1.4 2-3
Соотношение вклада быстрой/1 -и медленнойой компоненты в %
50%/50% 60%/40%

Свойства сцинтиллятора CsI(Tl):
Параметр Значение
Плотность, г/см3 4.51
Точка плавления, K 894
Коэффициент температурного расширения, C-1 54*10-6
Гигроскопичность Незначительная
Максимальная длина волны излучения, нм 550
Коэффициент преломления при максимальном излучении 1.79
Время спада, нс 1000
Световыход, фотон/кэВ 54

Много противоречий

Ivani, а что ты этим сказать хотел?