PMT Voltage divider

Begonnen von Zugpferd, 20. April 2025, 13:57

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Zugpferd

Sagt mal Leute,
Die von Theremino und Gammapectacular vorgeschlagenen hohen Widerstände zwischen den Dynoden hängen doch von der deutlich  schwächeren Hochspannungsversorgung ab um die HV Quelle nicht übermässig zu belasten.

Ich stehe gerade vor dem Versuch einen Scionox Detector umbauen zu wollen der momentan mit 4,7k Widerständen (initial) auskommt.

Dieser war in meiner Berthold Abschirmung dabei.
Wenn ich mich an meine Ausbildungszeit zurückerinnere hatten wir diese Abschirmung auch bei uns stehen und zwar mit den selben LB2040 die wir auch an den Laborplätzen mit NaI Szintis hatten.
Ggf. Ist also mein noch nie angeschlossenes LB2040 genau für den Detektor gemacht, also würde ich jetzt ungern den Spannungteiler arg verändern wollen.

Würde das 'professionelle" LB2040 auch mit höheren Widerständen klarkommen oder braucht das zwingend die kleineren Widerstände?

Hat jemand zufällig die Anleitung des LB2040? Darüber würde ich mich sehr freuen, Gruss Keule

ABel

Hallo #Zugpferd,

ich warte noch auf 2 Platinen damit ich
1. meinen Scionix 51B51/2 Detektor auch mit einem Divider mit 330 kOhm Interdynodenwiderstand ausstatten kann
und
2. mit einem HAMAMATSU C10940 eine Hochspannungsversorgung mit 1200 V bei 0,6 mA zur Verfügung habe.

Es wird wohl noch ein paar Tage brauchen bis ich erste Ergebnisse präsentieren kann.

Gruß Andreas

ABel

Hallo,

unter dieser Überschrift würde ich gerne die Frage diskutieren, wie sich Divider mit einem gemeinsamen Anschluss für Signal und Hochspannung von denen mit 2 getrennten Anschlüssen unterscheiden.

In den Datenblättern für die PMTs finden sich meist Angaben zu den Teilerverhältnissen.

Als Beispiel mein ELT 9266B:
zwischen Kathode und Dynode 1 – 2*R
zwischen den Dynoden – 1*R
zwischen letzter Dynode (die 10te) und Anode  1*R

Im Schema ,,2_Anschluesse" in der Anlage ist R13 der Lastwiderstand für das Signal. Bei meinem BICRON Detektor mit HAMAMATSU PMT ist dort ein 2MegaOhm Widerstand, für den ELT PMT ist damit das Signal viel zu groß. Selbst mit einem 100 Ohm Widerstand an dieser Stelle muss ich den Gain der Soundkarte 2 Mal halbieren.

Wenn ich mir für das Schema ,,1_Anschluss" den Theremino Socket als Vorlage auswähle, stimmt dann aber der Widerstand zwischen letzter Dynode und Anode nicht?!

Ich habe mir diese Schaltung auch Mal sehr fliegend aufgebaut, konnte damit aber kein vernünftiges Signal generieren. Warum nicht? Wo liegt der Fehler?

Gruß Andreas

Zugpferd

Nimmst du 3,3MOhm ?
Ich wollte bei mir 1MOhm nutzen.
Bei Schaltung mit Signal out hast du R13 doch nur zwischen Anode und Ausgang bzw. dem Kondensator. Ich muss meine Schaltung morgen mal abzeichnen wie sie jetzt ist.
Eine extra LED habe ich scheinbar nicht, das hab ich geprüft.

Mein PMT hat 19 Anschlüsse - und dafür hab ich keine Sockel, nur den bestückten, Mist.
Morgen wird der Lötkolben angeheizt, heute war noch Family.

ABel

Ich will einen Divider mit 3,3MegaOhm und einen mit 330kOhm Interdynodenwiderstand bauen, um dann die Resultate vergleichen zu können. Den mit 3,3MegaOhm kann ich ja auch mit beiden Hochspannungsquellen (Theremino + C10940) nutzen.

Für die Anschlüsse hab ich mir neue Molex Crimpkontakte bei Digi... bestellt (ich hatte keine IDE-Stromversorgungskabel mehr). Sah mich nun aber genötigt auch eine geeignete Crimpzange zu bestellen, mit ner Einfach-Zange zu crimpen sieht doch etwas unschön aus.

Gruß Andreas

Radioquant98

Zitat von: ABel am 20. April 2025, 21:13Hallo,

unter dieser Überschrift würde ich gerne die Frage diskutieren, wie sich Divider mit einem gemeinsamen Anschluss für Signal und Hochspannung von denen mit 2 getrennten Anschlüssen unterscheiden.

In den Datenblättern für die PMTs finden sich meist Angaben zu den Teilerverhältnissen.

Als Beispiel mein ELT 9266B:
zwischen Kathode und Dynode 1 – 2*R
zwischen den Dynoden – 1*R
zwischen letzter Dynode (die 10te) und Anode  1*R

Im Schema ,,2_Anschluesse" in der Anlage ist R13 der Lastwiderstand für das Signal. Bei meinem BICRON Detektor mit HAMAMATSU PMT ist dort ein 2MegaOhm Widerstand, für den ELT PMT ist damit das Signal viel zu groß. Selbst mit einem 100 Ohm Widerstand an dieser Stelle muss ich den Gain der Soundkarte 2 Mal halbieren.
Komerzielle Geräte arbeiten ja mit höheren Spannungspegeln - warum auch immer - die soundkarte ist da nur ein Kompromiß

Wenn ich mir für das Schema ,,1_Anschluss" den Theremino Socket als Vorlage auswähle, stimmt dann aber der Widerstand zwischen letzter Dynode und Anode nicht?!
Hirbei handelt es sich ja um eine ganz andere Auskopplung - Spannungsabfall an einem Widerstand in der HV-Zuleitung - auch wieder ein Kompromiß

Ich habe mir diese Schaltung auch Mal sehr fliegend aufgebaut, konnte damit aber kein vernünftiges Signal generieren. Warum nicht? Wo liegt der Fehler?
Funktioniert halt nur, wenn die Widerstandswerte zum Thereminoadapter passen

Gruß Andreas


Im Schema ,,2_Anschluesse" in der Anlage ist R13 der Lastwiderstand für das Signal. Bei meinem BICRON Detektor mit HAMAMATSU PMT ist dort ein 2MegaOhm Widerstand, für den ELT PMT ist damit das Signal viel zu groß. Selbst mit einem 100 Ohm Widerstand an dieser Stelle muss ich den Gain der Soundkarte 2 Mal halbieren.
Komerzielle Geräte arbeiten ja mit höheren Spannungspegeln - warum auch immer - die soundkarte ist da nur ein Kompromiß

Wenn ich mir für das Schema ,,1_Anschluss" den Theremino Socket als Vorlage auswähle, stimmt dann aber der Widerstand zwischen letzter Dynode und Anode nicht?!
Hirbei handelt es sich ja um eine ganz andere Auskopplung - Spannungsabfall an einem Widerstand in der HV-Zuleitung - auch wieder ein Kompromiß

Ich habe mir diese Schaltung auch Mal sehr fliegend aufgebaut, konnte damit aber kein vernünftiges Signal generieren. Warum nicht? Wo liegt der Fehler?
Funktioniert halt nur, wenn die Widerstandswerte zum Thereminoadapter passen

Gruß Andreas

Viele Grüße
Bernd

Peter-1

Für mich ist die Version mit nur einem Anschluß ein ganz fauler Kompromiss. Zudem fehlen im Schaltbild noch die C's zwischen den oberen Dynoden. Hohe Zählraten verträgt diese Version auch nicht, da die Spannung an den Dynoden nicht ganz stabil bleibt. Und nicht vergessen das Kabel hat auch eine Kapazität  :unknw: . Je nach Länge beeinflußt das die Impulshöhe, also die Kalibrierung ist nicht stabil.
Gruß  Peter

ABel

Hallo,

zum Schema mit 2 Anschlüssen:

Der Lastwiderstand R13 hat auf die Spannungsverteilung im PMT keinen Einfluss, durch ihn fließt kein Strom der Hochspannung.

These: Das Signal entsteht vor allem zwischen letzter Dynode und Kathode. Möglicherweise steuert die vorletzte Dynode noch einen kleinen Betrag dazu; Beiträge von davorliegenden Dynoden dürften vernachlässigbar sein.

Dann ist der Lastwiderstand für das Signal aber nicht alleine R13 sondern R13 zusammen mit R11. Dann könnte R13 also durchaus auch 0 Ohm haben (das wird ich demnächst ausprobieren).

Zum Theremino PMT Socket:

Der Widerstand zwischen letzter Dynode und Anode beträgt nur 1/10 von dem zwischen den anderen Dynoden. Damit ist ja dann auch die Spannungsdifferenz zwischen beiden viel geringer als vorgesehen. Nun ist die Frage: Wird Damit das Signal kleiner oder größer?

Gibt es dazu andere Gedanken?

An #Zugpferd:
Die Theremino-Doku macht Angaben zum maximalen Strom. Mit der üblichen Auslegung soll der Adapter 0,05 mA liefern können, was einem PMT-Gesamtwiderstand von 20MegaOhm entspricht.

Gruß Andreas

ABel

Hallo,

ob R13 nun 100 oder 0 Ohm hat ist ziemlich unbedeutend.

Gruß Andreas

Radioquant98

Zitat von: ABel am 21. April 2025, 20:11Hallo,

ob R13 nun 100 oder 0 Ohm hat ist ziemlich unbedeutend.

Gruß Andreas

Was erwartest Du für eine Veränderung, wenn im Thereminoadapter 2MOhm in Reihe liegen an dem Du die Impulse abnimmst.
Guck dir die Signalabnahme mal richtig an.
Wie Peter auch schon schrieb , ist dieser Kompromiß wirklich schlecht.

Aber warum reitest Du auch immer wieder auf diese Kompromisse herum? Ich habe dir doch schon mehrfach geraten die HV von der Signalleitung zu trennen und direkt am PMT einen Impedanzwandler eizusetzen um unabhängig von der Kabellänge zu werden :-\  Dann funtioniert es auch mit 3,3M zwischen den Dynoden wobei aber die zwei anodenseitigen mit je einem Kondensator zu überbrücken sind.

Viele Grüße
Bernd

Viele Grüße
Bernd

ABel

Hallo Bernd,

auch wenn ich bei getrennten Leitungen für Signal und HV bleibe, so ergeben sich für mich einige Fragen:

Ich habe nun 2 NaI(Tl)-Detektoren zur Verfügung, 2"-Durchmesser und 2" Länge. Der BICRON-Kristall hat allerdings eine Bohrung in der Mitte (Durchmesser .656", Tiefe 1.546"). Das unterschiedliche PMT's unterschiedlich hohe Signale liefern ist klar. Aber so unterschiedlich?

Vernünftige Histogramme bekomme ich vom BICRON mit einem Gain der Soundkarte von 1 (+/-1V wird in 32 Bit aufgelöst). Der Scionix braucht dafür einen Gain von 0,25 (+/-4V werden in 32 Bit aufgelöst).

Der BICRON löst Signale links von K40 (1460 keV) besser auf, wenn einige wenige Impulse übersteuert sind. Der Scionix liefert bei größerem Gain den größten Pick unter 20 keV, arbeitet also besser mit deutlich untersteuertem Signal.

Der Scionix arbeitet gut nur mit dem Interdynodenwiderstand zwischen letzter Dynode und Anode (also R13 hat 0 Ohm). Der BICRON liefert so gar kein Histogramm. Der Scionix hat Interdynodenwiderstände von 4,3 MegaOhm, der BICRON von 10 MegaOhm und braucht dann noch 0,5 bis 2 MegaOhm zusätzlich als R13.

Inzwischen bin ich darauf gespannt, wie groß R13 sein muss, wenn ich mit Interdynodenwidertänden von 330 kOhm arbeite?!

Daraus die Frage: Wonach optimiere ich die Parameter meines Messaufbaus?

Der Wert von ,,Pulses per sec." scheint mir dazu nicht geeignet zu sein. Ich schau mir z.Zt. die Counts von meinem Glühstrumpf bei 238 keV an (auf die Breite der Slots/Bins ist dabei zu achten!).

Gruß Andreas

Zugpferd

Andreas, die Angaben Gain Soundkarte kommen vom Theremino Programm, oder?
Ich hab noch immer keine Ahnung von Theremino und habe bisher immer nur mit PRA gespielt.
Dort habe ich aber auch solche Werte bei unterschiedlichen Detektoren gleich gelassen und nur die HV geändert.
Wenn ich mich zurück erinnere was mich an meinen Versuchen mit Theremino abgeschreckt hatte waren es ähnliche Probleme die ich einfach nicht verstand.
Hast Du mal das neuere Impulse probiert oder PRA? Auch dort würde ich alle Einstellungen gleich lassen und nur die HV ändern. Wenn sich daran die gleichen Unterschiede zeigen dann würde ich an den Widerständen rumprobieren, erstmal jedoch gleich lassen und nur die HV ändern.
Das wäre meine Herangehensweise.

Meine für immer tot geglaubten Detektoren haben in meinem Osterprojekt erstaunlich gut an meinem LB2040 Signale bei deutlich niedrigeren HV geliefert als es mir bisher möglich war an meinen Gammaspectacular Geräten ( bei gleichem PMT divider)
GS2000: 1400V vs. 700V beim LB2040.

Wenn Du von Theremino Adapter redest,  welchen meinst du da? Einen nachgebauten oder einen von RH Electronics? Mir fällt ein das ich auch noch viele Bausätze oder fertige Kästchen rumfliegen habe die ich noch nie probiert habe. Muss ich mich auch nochmal mit beschäftigen.
Man hat einfach zu viele Hobbies verdammt.


ABel

Hallo #Zugpferd,

ich verwende ein USB-Audio-Interface (steinberg UR22C, 192kHz, 32Bit). Das hat einen separaten Drehpoti für den Input-Gain. Auch im Treiber kann ich den Pegel für den Input verstellen. Die Veränderung von Input-Gain (Drehpoti) oder Input-Pegel (Treibersoftware) haben dabei recht unterschiedliche Wirkung. Dreh ich den Input-Gain runter, so digitalisiert das Interface einen größeren Spannungsbereich. Die Reduzierung des Input-Pegels macht die digitalisierte Kurve nur flacher. Am deutlichsten wird das, wenn übersteuerte Impulse auftreten. Die Digitalisierung schneidet den Impuls dann waagerecht ab. Mit der Reduzierung des Input-Gain kann ich den waagerechten Schnitt immer kleiner machen, bis ich den ganzen Impuls (ohne Schnitt) zu sehen bekomme. Wenn ich den Input-Pegel reduziere bleibt der waagerechte Schnitt erhalten, er reduziert nur seine Amplitude. Daher steht bei mir der Input-Pegel immer auf 100% und ich arbeite nur mit dem Input-Gain (Drehpoti). Weil ich den an meinem Audio-Interface habe, nutze ich auch nicht die in meinem Rechner eingebauten Soundkarte, obwohl die auch 192kHz und 32Bit kann.

Der Input-Gain (Drehpoti) hat aber auch einen Nachteil. Für reproduzierbare Ergebnisse muss ich seine Einstellung kennen und reproduzieren können. Ich nutze dazu einen 1kHz-Ton (192kHz Samplerate, 32 Bit) den ich auf meinem Audio-Interface abspiele. Ich ermittle sein Ueff mit dem Multimeter und verbinde dann Output und Input mit einem Patch-Kabel. Ein Software-Oszilloskop (Soundcard Scope) zeigt mir Ueff des Input und mit dem Input-Gain bringe ich den Wert auf den mit dem Multimeter gemessenen, oder auf eine Teil oder ein Vielfachs von dem.

Gruß Andreas