Medición del osciloscopio de PMT en el modo de conteo de fotones

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Tengo una configuración como se muestra a continuación: Fuente de CC de 15V conectada a una fuente de alto voltaje (HV) de 1500V conectada al tubo fotomultiplicador Hamamatsu, R1-R3 son resistencias incorporadas en el zócalo de PMT (actualmente hay 10 de ellas y algunas condensadores ...). R4 es la resistencia de carga para convertir la corriente PMT a voltaje. Estoy midiendo voltaje con osciloscopio. Osciloscopio se alimenta de transformador de aislamiento. El voltaje de entrada de CC también se alimenta de la fuente de alimentación con transformador, por lo que los suelos deben estar aislados.

Mi problema se muestra a continuación en las imágenes: si conecto las sondas del osciloscopio en una polaridad, obtengo el resultado esperado (pulsos excitados por fotones), imagen 1. Pero si cambio la polaridad, obtengo ondas raras en 13kHz, imagen 2. Creo que es la ondulación de la fuente de alimentación de alta tensión. Pero no entiendo por qué lo estoy midiendo. Si cambio la polaridad de la sonda, esperaría solo el cambio de polaridad de la señal medida (picos arriba, no abajo).

Esto me desconcierta más: es igual cuando uso baterías con 15 VCC en lugar de una fuente de alimentación regulada.

¿Por qué obtengo estos resultados? Quiero contar los pulsos, pero parece que cuando intento hacerlo con ADC y Arduino alimentados por USB, solo estoy contando las ondulaciones o algún ruido similar, no los picos. ¿Es problema con algunos bucles de tierra? ¿Cómo puedo evitar esto? Usando un amplificador instrumental con R4 en un circuito de retroalimentación negativa pero con un resultado similar.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Martin Jedlička

2 respuestas

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No estoy seguro de cuál es su ondulación de 13 kHz, pero parece más una ondulación de la fuente de alimentación que un bucle a tierra. Si su suministro de HV es positivo, entonces la "conexión a tierra" del PMT será ondulada. El cable de tierra flotante en su alcance, presumiblemente, tiene una gran capacidad parásita, ya que va al chasis y en todas partes adentro. Cuando el cable de tierra está conectado a tierra del PMT, no hay mucha capacitancia en el ánodo, pero cuando el cable de tierra está en el ánodo, hay una gran cantidad de capacidad para cargar y descargar con la ondulación. Esa es mi especulación.

En general, lo que quiere cuando se trata de pulsos es un "discriminador de pulsos", que le permite poner condiciones en la altura, longitud, etc. de los pulsos que le interesan. Ya que cuenta el pulso, Probablemente no necesite nada sofisticado, un simple comparador lo hará, pero necesitará un rango de entrada negativo suficiente. Puede crear uno simple usando un amplificador operacional, pero puede obtener los que están disponibles más rápido y con salida de nivel lógico. Alternativamente, podría usar una topología de amplificador inversor para transferir la señal, pero aún necesitará un rango de entrada negativo y un ancho de banda suficientemente alto para pasar las formas de onda del pulso.

Edit: Una cosa más, ¿no es el voltaje máximo en el R1166 1250V?

    
respondido por el mng
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Bueno, no puede ejecutar 15V DC a través de un transformador y obtener 1500V en la salida. Supongo que hay un oscilador en su suministro de HV y una sección de HV de cockroft-walton. Esa podría ser la fuente de su señal de 12 kHz. Sin ver su configuración, todavía debe haber alguna conexión a tierra / común entre el alcance y el PMT.

Por cierto, reduciría R4 a 50 ó 100 ohmios ... entonces sus pulsos de ~ 50 us se convertirán en pulsos de ~ 50 ns y tendrá una tasa de conteo máxima mucho más alta.

    
respondido por el George Herold

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