套管建议做下磁屏蔽,不知楼主用什么做MCA ,声卡还是专业的模块?
Theremino方案,只不过采用成品高压电源
0. 前言
最近伽马能谱仪在论坛上很流行,于是萌生了仿制的想法。由于采用了二手受潮闪烁体以及电子管变压器高压电源,第一次(未发帖)实验则是完全的失败。这次用比较现代的元器件重新仿制一台。
1. 材料准备
1-1:闪烁体探头
- 碘化钠闪烁体,新,30x25mm,参考价格300~500RMB
- 光电倍增管,1977年生产,GDB-35型。推荐使用仍在生产的GDB-235型,参考价格400~500RMB.
- 管座,新,淘宝上专门有配套此光电倍增管的管座。
- 遮光套管,3D打印,配铝箔胶与电工胶避光。STL文件在文章末尾。
- 分压电阻,电容。采用1/4W的电阻即可。搭棚焊接在管座上。
- 铅板(盒),可选的配件,用来过滤低能射线的干扰。
1-2:高压电源以及信号处理
- 成品高压电源,1000V 1mA 最大,参考价格200~300RMB。
- 信号处理(MCA以及前置放大器),Theremino方案,采用全贴片元器件。
2. 安装
3D打印的套管可以直接安装闪烁体以及光电倍增管。插入,用硅胶灌封即可。
注意闪烁体和光电阴极需要涂抹光学介质,此处采用的是甘油。尽量采用与玻璃折射率相同的液体。
3. 电路部分
光电倍增管的分压电阻,供GDB-235以及GDB-35型使用。尤其注意在最后几级倍增级上,要安装吸收电容。
此处使用的负载电阻为100K。在满脉冲输出时可以有5V的脉冲(参考值)
这是另外一种电路,高压电源与脉冲输出共用一根连接线。不推荐使用,因为存在脉冲幅度过小的情况。
脉冲展宽电路。调节C10,C11来调节脉冲宽度。BC237能用S9014替代。
因为涉及到了小信号处理,光电倍增管以及展宽电路需要用同轴线连接,有条件的可以使用BNC,SHV,或SMA接口的专用连接线,作者在此没有条件进行,于是用之前做功放的库存RCA接口连接。老板良心,给了一条同轴线。
整套设备,后期声卡的隔直电容采用了0.1uF (104)的独石电容。
4. MCA,采样
十分令人困扰的部分。
最初的“能谱”,脉冲不太对。
不够宽的脉冲。
后期经过(我也记不住)的处理,得到232Th的能谱,不过40K的峰被漏掉了,仍需改进。
pcb搞定了,展宽很不错,原来示波器.1ms档才能看得清的脉冲现在可以用10ms档。
问题又来了,脉冲信号一接电脑mic口,就消失的无影无踪。耳机插上,密密麻麻的脉冲像噪音一样,看来不是信号幅度的关系。
猛然想起mic的偏置电源之类的玩意。买了块usb声卡,等吧。
楼主测过脉冲的下降沿时间了吗,似乎展得过宽了,我试过500μs的脉冲就能被声卡接收,脉冲过宽会影响计数率的。我最近在制造另一台伽马能谱仪(之前的只是样机),采用了32bit数字声卡配合24bitADC...
期待你的新设计。好奇大概会用什么芯片方案?
“看得清”指的是能明显的观察到一条垂直条纹。展宽前脉冲宽度估计不大于50us(保守估计,忘记了),而展宽后脉冲大约为500-1000us,宽度刚刚好。
这次问题就出在电脑声卡上了,theremino的电路里没有隔直电容,原因是教程内会改声卡,使得可以一个usb供电。我偏偏忘记这回事了,设计pcb时没有考虑,mic口的偏置电压彻底把三极管搞乱了。
等usb 声卡到了,我也打算改装一下声卡,把mic改成line in。
现在思路有些乱,想到的问题如下:
- 脉冲波形,示波器上看,未展宽之前为极短促的负脉冲,而展宽后变成了短上升沿,长下降沿的正脉冲,仍然符合闪烁体正常的输出波形。但是声卡采样后,录音软件显示差不多,可是进入theremino后变成了“半个正弦波”。
- 这些MCA软件应该都认为 电压对应能谱是从0~100,但是我这套设备0-5%多为噪音,又很少又40%以上的脉冲。
换了个地方,现在不是工频干扰了,貌似是开关电源之类的。电磁屏蔽还是做的不行。也许黑心老板没给我同轴线。连接PMT的线一拔就只剩声卡的底噪。问题还是出在AV线上.
(左:拔线前 右:拔线后)
引用justinpiggy发表于87楼的内容在奇思妙想前先搞清楚。。。到底什么是闪烁体探测器的能谱分辨率瓶颈。。。还有随随便便就提出了“热电子发射”,你是否清楚热电子发射的原理和计算,它到底贡献PMT里多少的噪声?没搞清楚这个就在那里奇思妙想,...
请教一下,没有校准源,如何判断分辨率?
问题好像找着了,应该是展宽电路出了问题。
看起来就很正经的脉冲,因为红圈里的东西过不了baseline test
这个能过baseline test
魔幻。伴随着巨大的底噪。现在展宽电容已经到了12nF了。