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Groups > de.sci.electronics > #193871 > unrolled thread

PMT-Pulse verstärken und analysieren

Started byHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
First post2015-10-13 10:31 +0200
Last post2015-10-28 08:04 -0700
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Contents

  PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-13 10:31 +0200
    Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren w-buechsenschuetz@web.de - 2015-10-13 01:53 -0700
      Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-13 11:22 +0200
        Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2015-10-13 11:48 +0200
          Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-13 13:27 +0200
            Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2015-10-13 14:18 +0200
              Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren "horst-d.winzler" <horst.d.winzler@web.de> - 2015-10-13 14:50 +0200
    Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Uwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de> - 2015-10-13 09:23 +0000
      Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-13 15:02 +0200
        Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Uwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de> - 2015-10-13 14:15 +0000
        Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Joerg <news@analogconsultants.com> - 2015-10-14 15:58 -0700
    Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Edzard Egberts <ed_09@tantec.de> - 2015-10-13 11:45 +0200
    Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2015-10-14 22:12 +0200
      Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-16 11:21 +0200
        Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Joerg <news@analogconsultants.com> - 2015-10-17 07:40 -0700
          Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-28 10:50 +0100
            Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-28 11:03 +0100
            Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2015-10-28 12:24 +0100
              Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-28 12:58 +0100
                Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Joerg <news@analogconsultants.com> - 2015-10-28 08:02 -0700
            Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2015-10-28 23:11 +0100
              Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Joerg <news@analogconsultants.com> - 2015-10-28 16:47 -0700
    Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Helmut Wabnig <hwabnig@.- --- -.dotat> - 2015-10-28 13:25 +0100
      Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2015-10-28 14:19 +0100
        Re: PMT-Pulse verstärken und analysieren Joerg <news@analogconsultants.com> - 2015-10-28 08:04 -0700

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#193871 — PMT-Pulse verstärken und analysieren

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-13 10:31 +0200
SubjectPMT-Pulse verstärken und analysieren
Message-ID<mvifhiUfqvpL1@news.in-ulm.de>
Hallo,

wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch 
auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?

Hintergrund des ganzen is folgende Aufgabe: Ein Photomultiplier liefert 
einen Puls, der an 50 Ohm etwa 50 mV Amplitude und eine Dauer von 10-20 
ns hat. Am Ausgang der zu entwickelnden Schaltung soll ein Signal mit 
TTL-Pegel sein, daß aber nur logisch high wird, wenn der ursprüngliche 
Puls eine Mindestamplitude erreicht und eine obere Grenze nicht 
überschreitet. Also ein Fensterdiskriminator.

Zuerst habe ich versucht, die PMT-Pulse direkt auf ca. 3-5 V zu verstärken.

a) Mit einem MAR6+ (monolithischer Verstärker)
b) Verstärkeraufbau mit THS3201
c) Transistorverstärker mit BFG540W/X

Bis zu einem Faktor 10 etwa ging das auch, aber wenn ich eine zweite 
Verstärkerstufe hinten angebaut habe, gab es immer Probleme mit 
Schwingungen. Möglicherweise war auch der Testaufbau auf einer 
Lochrasterplatine nicht optimal.

Die nächste Idee ist, nach der ersten Verstärkerstufe (welche der 
Varianten auch immer) zwei schnelle Komparatoren für die untere und 
obere Schwelle einzusetzen (LT1711 oder TLV3501). Dann hätte ich schon 
mal Signale mit Logikpegel.

Für die Fensterfunktion könnte ich dann eine Schaltung aus RS-Flipflop 
und monostabilem Multivibrator aufbauen, wie sie etwa hier beschrieben ist:

http://jap.physiology.org/content/jap/37/6/946.full.pdf

Allerdings fürchte ich, daß mir hier die Gatterlaufzeiten bei der kurzen 
Pulsdauer einen Strich durch die Rechnung machen.

Vielleicht wäre hier eine Möglichkeit, die Komparatorausgänge jeweils 
auf ein Monoflop (74LS123) zu legen und damit bei aufsteigender Flanke 
Pulse definierter Länge zu erzeugen (etwa 120 ns für die untere Schwelle 
und 60 ns für die obere Schwelle). Dann könnte die nachgeschaltete 
Auswertung aus dem Artikel verwendet werden. Die Frage ist nur, ob ein 
74LS123 auf die Flanke eines so kurzen Ausgangspulses überhaupt reagiert.

Gruß
Holger

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#193872

Fromw-buechsenschuetz@web.de
Date2015-10-13 01:53 -0700
Message-ID<961844af-7679-4e0b-9d20-d452245f0d5e@googlegroups.com>
In reply to#193871
X-No-archive: Yes

Am Dienstag, 13. Oktober 2015 10:36:48 UTC+2 schrieb Holger Schieferdecker:
> Die Frage ist nur, ob ein 
> 74LS123 auf die Flanke eines so kurzen Ausgangspulses überhaupt reagiert.

Guckst du Datenblatt. 
Siehst du

"Recommended Operating Conditions
tw     A or B high   min. 40ns
       A or B low    min. 40ns
Note 6: tA=25° and Vcc = 5V"

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#193877

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-13 11:22 +0200
Message-ID<mviig7UfvhoL1@news.in-ulm.de>
In reply to#193872
Am 13.10.2015 um 10:53 schrieb w-buechsenschuetz@web.de:
> X-No-archive: Yes
>
> Am Dienstag, 13. Oktober 2015 10:36:48 UTC+2 schrieb Holger Schieferdecker:
>> Die Frage ist nur, ob ein
>> 74LS123 auf die Flanke eines so kurzen Ausgangspulses überhaupt reagiert.
>
> Guckst du Datenblatt.
> Siehst du
>
> "Recommended Operating Conditions
> tw     A or B high   min. 40ns
>         A or B low    min. 40ns
> Note 6: tA=25° and Vcc = 5V"

Danke. Ich hab geschaut, aber in einem von TI von 1988. Da steht:

Pulse duration, tw     min. 40 ns.

Und weiter hinten:

Output pulse duration (tw) is defined as:

tw = K * R_T * C_ext

Daher habe ich angenommen, daß sich das auf die minimale Länge des 
Ausgangspulses bezieht. In dem anderen Datenblatt von Fairchild, das ich 
mir gerade gesucht habe, ist es so wie von Dir zitiert angegeben. Aber 
tw bezeichnet dort ebenfalls die Ausgangspulsbreite. Wenn es natürlich 
auch das Eingangssignal meint, ist das ungeschickt für mich.

Gruß
Holger

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#193881

FromDieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de>
Date2015-10-13 11:48 +0200
Message-ID<mvijut$mgo$1@speranza.aioe.org>
In reply to#193877
Am 13.10.2015 11:22, schrieb Holger Schieferdecker:

> Daher habe ich angenommen, daß sich das auf die minimale Länge des
> Ausgangspulses bezieht. In dem anderen Datenblatt von Fairchild, das ich
> mir gerade gesucht habe, ist es so wie von Dir zitiert angegeben. Aber
> tw bezeichnet dort ebenfalls die Ausgangspulsbreite. Wenn es natürlich
> auch das Eingangssignal meint, ist das ungeschickt für mich.

Nimm halt 74AHC123.


Gruß Dieter

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#193887

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-13 13:27 +0200
Message-ID<mvipqvUgcaiL1@news.in-ulm.de>
In reply to#193881
Am 13.10.2015 um 11:48 schrieb Dieter Wiedmann:
> Am 13.10.2015 11:22, schrieb Holger Schieferdecker:
>
>> Daher habe ich angenommen, daß sich das auf die minimale Länge des
>> Ausgangspulses bezieht. In dem anderen Datenblatt von Fairchild, das ich
>> mir gerade gesucht habe, ist es so wie von Dir zitiert angegeben. Aber
>> tw bezeichnet dort ebenfalls die Ausgangspulsbreite. Wenn es natürlich
>> auch das Eingangssignal meint, ist das ungeschickt für mich.
>
> Nimm halt 74AHC123.

Danke, wenn ich das richtig sehe, ist der ab 5 ns spezifiziert.

Gruß
Holger

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#193890

FromDieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de>
Date2015-10-13 14:18 +0200
Message-ID<mvisnd$c4a$1@speranza.aioe.org>
In reply to#193887
Am 13.10.2015 13:27, schrieb Holger Schieferdecker:
> Am 13.10.2015 um 11:48 schrieb Dieter Wiedmann:
>> Am 13.10.2015 11:22, schrieb Holger Schieferdecker:
>>
>>> Daher habe ich angenommen, daß sich das auf die minimale Länge des
>>> Ausgangspulses bezieht. In dem anderen Datenblatt von Fairchild, das ich
>>> mir gerade gesucht habe, ist es so wie von Dir zitiert angegeben. Aber
>>> tw bezeichnet dort ebenfalls die Ausgangspulsbreite. Wenn es natürlich
>>> auch das Eingangssignal meint, ist das ungeschickt für mich.
>>
>> Nimm halt 74AHC123.
>
> Danke, wenn ich das richtig sehe, ist der ab 5 ns spezifiziert.

Ja, aber das funktioniert auch nur mit gutem Layout.
Für ein Einzelstück würde ich das mit Dead-Bug machen.


Gruß Dieter

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#193891

From"horst-d.winzler" <horst.d.winzler@web.de>
Date2015-10-13 14:50 +0200
Message-ID<d84d0pFjf87U1@mid.individual.net>
In reply to#193890
Am 13.10.2015 um 14:18 schrieb Dieter Wiedmann:
> Am 13.10.2015 13:27, schrieb Holger Schieferdecker:
>
> Für ein Einzelstück würde ich das mit Dead-Bug machen.

https://www.youtube.com/watch?v=I5xbsA71v1A ;-)

-- 
mfg hdw

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#193876

FromUwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de>
Date2015-10-13 09:23 +0000
Message-ID<mviiir$5ol$1@lnx107.hrz.tu-darmstadt.de>
In reply to#193871
Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> wrote:
> Hallo,

> wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch 
> auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?

> Hintergrund des ganzen is folgende Aufgabe: Ein Photomultiplier liefert 
> einen Puls, der an 50 Ohm etwa 50 mV Amplitude und eine Dauer von 10-20 
> ns hat. Am Ausgang der zu entwickelnden Schaltung soll ein Signal mit 
> TTL-Pegel sein, daß aber nur logisch high wird, wenn der ursprüngliche 
> Puls eine Mindestamplitude erreicht und eine obere Grenze nicht 
> überschreitet. Also ein Fensterdiskriminator.

> Zuerst habe ich versucht, die PMT-Pulse direkt auf ca. 3-5 V zu verstärken.

> a) Mit einem MAR6+ (monolithischer Verstärker)
> b) Verstärkeraufbau mit THS3201
> c) Transistorverstärker mit BFG540W/X

> Bis zu einem Faktor 10 etwa ging das auch, aber wenn ich eine zweite 
> Verstärkerstufe hinten angebaut habe, gab es immer Probleme mit 
> Schwingungen. Möglicherweise war auch der Testaufbau auf einer 
> Lochrasterplatine nicht optimal.

> Die nächste Idee ist, nach der ersten Verstärkerstufe (welche der 
> Varianten auch immer) zwei schnelle Komparatoren für die untere und 
> obere Schwelle einzusetzen (LT1711 oder TLV3501). Dann hätte ich schon 
> mal Signale mit Logikpegel.

> Für die Fensterfunktion könnte ich dann eine Schaltung aus RS-Flipflop 
> und monostabilem Multivibrator aufbauen, wie sie etwa hier beschrieben ist:

> http://jap.physiology.org/content/jap/37/6/946.full.pdf

> Allerdings fürchte ich, daß mir hier die Gatterlaufzeiten bei der kurzen 
> Pulsdauer einen Strich durch die Rechnung machen.

> Vielleicht wäre hier eine Möglichkeit, die Komparatorausgänge jeweils 
> auf ein Monoflop (74LS123) zu legen und damit bei aufsteigender Flanke 
> Pulse definierter Länge zu erzeugen (etwa 120 ns für die untere Schwelle 
> und 60 ns für die obere Schwelle). Dann könnte die nachgeschaltete 
> Auswertung aus dem Artikel verwendet werden. Die Frage ist nur, ob ein 
> 74LS123 auf die Flanke eines so kurzen Ausgangspulses überhaupt reagiert.

Falls Du nicht zu hohe PMT Raten hast, mache Dir das Leben einfacher und
schicke das PMT Signal ersteinmal in einen ladungsempfindlichen Verstaerker,
z.B. OPA656 mit 1n/4k7 in der Rueckkopplung. Danach hast Du Signale in einen
deutlich angenehmeren Zeitbereich deren Hoehe nicht mehr von der Pulsform
nach der PMT abhaengt.

-- 
Uwe Bonnes                bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik  Schlossgartenstrasse 9  64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

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#193897

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-13 15:02 +0200
Message-ID<mvivdcUglh8L1@news.in-ulm.de>
In reply to#193876
Am 13.10.2015 um 11:23 schrieb Uwe Bonnes:

[...]

> Falls Du nicht zu hohe PMT Raten hast, mache Dir das Leben einfacher und
> schicke das PMT Signal ersteinmal in einen ladungsempfindlichen Verstaerker,
> z.B. OPA656 mit 1n/4k7 in der Rueckkopplung. Danach hast Du Signale in einen
> deutlich angenehmeren Zeitbereich deren Hoehe nicht mehr von der Pulsform
> nach der PMT abhaengt.

Die Zählrate wird wohl im Bereich 1 bis wenige MHz liegen.

Deinen Vorschlag habe ich versucht in LTspice zu simulieren. Aber 
entweder habe ich es nicht richtig verstanden oder irgendwas falsch 
gemacht. Ich habe mir ein Modell des OPA656 bei TI heruntergeladen und 
eingebunden und damit einen nichtinvertierenden Verstärker aufgebaut. 
Und parallel zum Widerstand vom Ausgang zu In- noch den Kondensator 
eingefügt. Das liefert am Ausgang einen Puls gleicher Amplitude wie am 
Eingang, nur um ca. 1 ns verzögert.

Ich muß dazusagen, daß ich weder mit so kurzen Pulsen noch mit LTspice 
bisher viel Erfahrung habe.

Gruß
Holger

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#193906

FromUwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de>
Date2015-10-13 14:15 +0000
Message-ID<mvj3mu$bcr$1@lnx107.hrz.tu-darmstadt.de>
In reply to#193897
Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> wrote:
> Am 13.10.2015 um 11:23 schrieb Uwe Bonnes:

> [...]

> > Falls Du nicht zu hohe PMT Raten hast, mache Dir das Leben einfacher und
> > schicke das PMT Signal ersteinmal in einen ladungsempfindlichen
> > Verstaerker,z.B. OPA656 mit 1n/4k7 in der Rueckkopplung. Danach
> > hast Du Signale in einen deutlich angenehmeren Zeitbereich
> >  deren Hoehe nicht mehr von der Pulsform nach der PMT abhaengt.

> Die Zählrate wird wohl im Bereich 1 bis wenige MHz liegen.

Die Kombination  1n/4k7 wuerde je nach Genauigkeitsanforderung bis zu
10... 50 kHz Rate gehen. Darueber wird der Pile-Up zu gross. "Wenige MHz"
ist sportlich...

> Deinen Vorschlag habe ich versucht in LTspice zu simulieren. Aber 
> entweder habe ich es nicht richtig verstanden oder irgendwas falsch 
> gemacht. Ich habe mir ein Modell des OPA656 bei TI heruntergeladen und 
> eingebunden und damit einen nichtinvertierenden Verstärker aufgebaut. 
> Und parallel zum Widerstand vom Ausgang zu In- noch den Kondensator 
> eingefügt. Das liefert am Ausgang einen Puls gleicher Amplitude wie am 
> Eingang, nur um ca. 1 ns verzögert.

Ein ladungsempfindlicher Verstaerker ist invertierend aufgebaut. OP In+ an
GND, Eingangssignal an IN- und RC zwischen OP Out und OP In-.

> Ich muß dazusagen, daß ich weder mit so kurzen Pulsen noch mit LTspice 
> bisher viel Erfahrung habe.

Zum Test musst Du Ladung einzuspeisen, z.B. durch einen Kondensator
zwischen einer Rechteckspannungsquelle und dem Eingang. An den Flanke wird
dann Q = C * delta U eingespeist.

Tschuess

-- 
Uwe Bonnes                bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik  Schlossgartenstrasse 9  64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

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#194062

FromJoerg <news@analogconsultants.com>
Date2015-10-14 15:58 -0700
Message-ID<d8850tFig1lU1@mid.individual.net>
In reply to#193897
On 2015-10-13 6:02 AM, Holger Schieferdecker wrote:
> Am 13.10.2015 um 11:23 schrieb Uwe Bonnes:
>
> [...]
>
>> Falls Du nicht zu hohe PMT Raten hast, mache Dir das Leben einfacher und
>> schicke das PMT Signal ersteinmal in einen ladungsempfindlichen
>> Verstaerker,
>> z.B. OPA656 mit 1n/4k7 in der Rueckkopplung. Danach hast Du Signale in
>> einen
>> deutlich angenehmeren Zeitbereich deren Hoehe nicht mehr von der Pulsform
>> nach der PMT abhaengt.
>
> Die Zählrate wird wohl im Bereich 1 bis wenige MHz liegen.
>
> Deinen Vorschlag habe ich versucht in LTspice zu simulieren. Aber
> entweder habe ich es nicht richtig verstanden oder irgendwas falsch
> gemacht. Ich habe mir ein Modell des OPA656 bei TI heruntergeladen und
> eingebunden und damit einen nichtinvertierenden Verstärker aufgebaut.
> Und parallel zum Widerstand vom Ausgang zu In- noch den Kondensator
> eingefügt. Das liefert am Ausgang einen Puls gleicher Amplitude wie am
> Eingang, nur um ca. 1 ns verzögert.
>

Der OPA656 ist bei einigen MHz eher grenzwertig. Doch wenn Du 
haengenbleibst, mit dem Ergebnis nicht ganz zufrieden bist oder 
irgendwas in der Simulation nicht kosher erscheint, einfach den *.asc 
File in einen Post hier setzen. Am besten mit dem Model im gleichen 
File, weil andere das nicht haben. Dann koennen Leute dran feilen und 
ebenfalls in einen Post setzen. In sci.electronics.design laeuft sowas 
richtig gut. "Crowd Designing" sozusagen :-)


> Ich muß dazusagen, daß ich weder mit so kurzen Pulsen noch mit LTspice
> bisher viel Erfahrung habe.
>

Das war bei uns allen mal so. Ein Bekannter sagt immer "Die Arbeit macht 
den meisten Spass, wenn man irgendwo zusagt, klar koenne man das machen, 
aber locker, und bekommt nach Beauftragung erstmal einen richtigen 
Knoten im Magen".

-- 
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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#193880

FromEdzard Egberts <ed_09@tantec.de>
Date2015-10-13 11:45 +0200
Message-ID<mvijs9$tqr$1@news2.open-news-network.org>
In reply to#193871
> wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch
> auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?

Das ist echt knapp, da würde ich nicht nach LS, sondern nach HC/ HCT
gucken. Ich meine, da gibt es sogar noch schnellere Technologie, habe
den Code aber vergessen.

> Bis zu einem Faktor 10 etwa ging das auch, aber wenn ich eine zweite
> Verstärkerstufe hinten angebaut habe, gab es immer Probleme mit
> Schwingungen. Möglicherweise war auch der Testaufbau auf einer
> Lochrasterplatine nicht optimal.

Ganz bestimmt! Bei solchen Schaltungen ist die Leiterplatte fast so
wichtig, wie die Schaltung selber. Mehrstufig ist hier nicht nötig, ein
guter Aufbau verstärkt auch locker um den Faktor 100.

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#194055

FromRolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid>
Date2015-10-14 22:12 +0200
Message-ID<mvmcrf$n56$1@dont-email.me>
In reply to#193871
Holger Schieferdecker schrieb:
> Hallo,
>
> wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?
>
> Hintergrund des ganzen is folgende Aufgabe: Ein Photomultiplier liefert einen Puls, der an 50 Ohm etwa 50 mV Amplitude und eine Dauer von 10-20 ns hat. Am
> Ausgang der zu entwickelnden Schaltung soll ein Signal mit TTL-Pegel sein, daß aber nur logisch high wird, wenn der ursprüngliche Puls eine Mindestamplitude
> erreicht und eine obere Grenze nicht überschreitet. Also ein Fensterdiskriminator.

Geht es um die Detektion einzelner Photoereignisse oder eines Lichtblitzes?
Willst du unterscheiden, ob ein oder zwei Photoereignisse gleichzeitig
stattfanden? Oder eher was mit einem Szintillator?

Die Aufgabe bestimmt dann auch die Schaltung dahinter. Und vorallem
auch die Wahl des geeigneten PMT.

Das Standardverfahren ist es, erst einmal langsame Pulse normierter Form
daraus herzustellen und die dann zu verstärken. Typischerweise mit einer
Kombination von Tief- und Hochpassfiltern. Für die einfache Fensterdiskriminierung
sind einfachere Schaltungen möglich. Kann man abkupfern bei entsprechenden
Geräten (Jod-habsvergessen-Isotop-Zählern von W+W oder so).

Heutzutage sollte der Aufwand für Pulshöhenanalyse eher klein sein.

Da kommt es eben noch darauf an, ob du die Pulse nur zählen/analysieren
willst oder ob du vorallem die Timinginformation brauchst.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#194204

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-16 11:21 +0200
Message-ID<mvqfjeUtaclL1@news.in-ulm.de>
In reply to#194055
Am 14.10.2015 um 22:12 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
>> Hallo,
>>
>> wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch
>> auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?
>>
>> Hintergrund des ganzen is folgende Aufgabe: Ein Photomultiplier
>> liefert einen Puls, der an 50 Ohm etwa 50 mV Amplitude und eine Dauer
>> von 10-20 ns hat. Am
>> Ausgang der zu entwickelnden Schaltung soll ein Signal mit TTL-Pegel
>> sein, daß aber nur logisch high wird, wenn der ursprüngliche Puls eine
>> Mindestamplitude
>> erreicht und eine obere Grenze nicht überschreitet. Also ein
>> Fensterdiskriminator.
>
> Geht es um die Detektion einzelner Photoereignisse oder eines Lichtblitzes?
> Willst du unterscheiden, ob ein oder zwei Photoereignisse gleichzeitig
> stattfanden? Oder eher was mit einem Szintillator?

Es geht eigentlich darum, die Pulse nach ihrer Höhe zu bewerten und nur 
die in einem bestimmten Fenster (nicht zu hoch und nicht zu schwach) 
entsprechend zu verstärken, in eine definierte Form zu bringen und zu 
zählen.

> Die Aufgabe bestimmt dann auch die Schaltung dahinter. Und vorallem
> auch die Wahl des geeigneten PMT.

Den PMT gibt es hier schon seit Ewigkeiten (Aussage des Doktoranden).

> Das Standardverfahren ist es, erst einmal langsame Pulse normierter Form
> daraus herzustellen und die dann zu verstärken. Typischerweise mit einer
> Kombination von Tief- und Hochpassfiltern. Für die einfache
> Fensterdiskriminierung
> sind einfachere Schaltungen möglich. Kann man abkupfern bei entsprechenden
> Geräten (Jod-habsvergessen-Isotop-Zählern von W+W oder so).

Für die Pulsformung hat Uwe einen Vorschlag gemacht 
(<mvj3mu$bcr$1@lnx107.hrz.tu-darmstadt.de>), das schaue ich mir gerade 
an, ist aber wohl zu langsam.

> Heutzutage sollte der Aufwand für Pulshöhenanalyse eher klein sein.
>
> Da kommt es eben noch darauf an, ob du die Pulse nur zählen/analysieren
> willst oder ob du vorallem die Timinginformation brauchst.

Kein Timing, nur zählen nach vorheriger Auswahl.

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#194383

FromJoerg <news@analogconsultants.com>
Date2015-10-17 07:40 -0700
Message-ID<d8f4uvFc0d6U1@mid.individual.net>
In reply to#194204
On 2015-10-16 2:21 AM, Holger Schieferdecker wrote:
> Am 14.10.2015 um 22:12 schrieb Rolf Bombach:
>> Holger Schieferdecker schrieb:
>>> Hallo,
>>>
>>> wie gut ist denn die Flankenerkennung eines 74LS123? Reagiert der auch
>>> auf Flanken, wenn der Gesamtpuls am Eingang nur knapp 10 ns Breite hat?
>>>
>>> Hintergrund des ganzen is folgende Aufgabe: Ein Photomultiplier
>>> liefert einen Puls, der an 50 Ohm etwa 50 mV Amplitude und eine Dauer
>>> von 10-20 ns hat. Am
>>> Ausgang der zu entwickelnden Schaltung soll ein Signal mit TTL-Pegel
>>> sein, daß aber nur logisch high wird, wenn der ursprüngliche Puls eine
>>> Mindestamplitude
>>> erreicht und eine obere Grenze nicht überschreitet. Also ein
>>> Fensterdiskriminator.
>>
>> Geht es um die Detektion einzelner Photoereignisse oder eines
>> Lichtblitzes?
>> Willst du unterscheiden, ob ein oder zwei Photoereignisse gleichzeitig
>> stattfanden? Oder eher was mit einem Szintillator?
>
> Es geht eigentlich darum, die Pulse nach ihrer Höhe zu bewerten und nur
> die in einem bestimmten Fenster (nicht zu hoch und nicht zu schwach)
> entsprechend zu verstärken, in eine definierte Form zu bringen und zu
> zählen.
>

Da boete sich ein schneller Fenster-Komparator an, welcher nach flotter 
Logik (AND, NAND, was gerade da ist) einen HF Transistor treibt. Dieser 
wird an der Basis ueber ein C von wenigen pF angesteuert. Darueber kommt 
ein Widerstand, einige zig kOhm, ich hatte auch mal 100k. Dessen Groesse 
bestimmt am Ende, wie lange der HF-Transistor in der Saettigung bleibt. 
Er wird damit als Pulsformer fuer die nachfolgende langsamere Logik 
zweckentfremdet, damit die einen Pulse ausreichernder Laenge vorfindet. 
Dazu muss hinter den HF-Transistor noch ein Schmitt-Buffer.

Vielleicht reicht der TLV3502, hat 1.5nsec rise/fall times, gibt es im 
Doppelpack fuer guten Driftausgleich:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlv3501.pdf

Als HF-Transistor reicht was einfaches, BFR92 waere einer aus der 
europaeischen Kueche.

Auch PECL Logik laesst sich fuer solche Sachen gut zweckentfremden.



>> Die Aufgabe bestimmt dann auch die Schaltung dahinter. Und vorallem
>> auch die Wahl des geeigneten PMT.
>
> Den PMT gibt es hier schon seit Ewigkeiten (Aussage des Doktoranden).
>
>> Das Standardverfahren ist es, erst einmal langsame Pulse normierter Form
>> daraus herzustellen und die dann zu verstärken. Typischerweise mit einer
>> Kombination von Tief- und Hochpassfiltern. Für die einfache
>> Fensterdiskriminierung
>> sind einfachere Schaltungen möglich. Kann man abkupfern bei
>> entsprechenden
>> Geräten (Jod-habsvergessen-Isotop-Zählern von W+W oder so).
>
> Für die Pulsformung hat Uwe einen Vorschlag gemacht
> (<mvj3mu$bcr$1@lnx107.hrz.tu-darmstadt.de>), das schaue ich mir gerade
> an, ist aber wohl zu langsam.
>
>> Heutzutage sollte der Aufwand für Pulshöhenanalyse eher klein sein.
>>
>> Da kommt es eben noch darauf an, ob du die Pulse nur zählen/analysieren
>> willst oder ob du vorallem die Timinginformation brauchst.
>
> Kein Timing, nur zählen nach vorheriger Auswahl.
>

Dann einfach einen ruecksetzbaren Zaehler (mit Schmitt dazwischen) 
hinter den HF-Transistor.

-- 
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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#195157

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-28 10:50 +0100
Message-ID<n0q5p1Ukp2bL1@news.in-ulm.de>
In reply to#194383
Am 17.10.2015 um 16:40 schrieb Joerg:
> On 2015-10-16 2:21 AM, Holger Schieferdecker wrote:
>> Es geht eigentlich darum, die Pulse nach ihrer Höhe zu bewerten und nur
>> die in einem bestimmten Fenster (nicht zu hoch und nicht zu schwach)
>> entsprechend zu verstärken, in eine definierte Form zu bringen und zu
>> zählen.
>
> Da boete sich ein schneller Fenster-Komparator an, welcher nach flotter
> Logik (AND, NAND, was gerade da ist) einen HF Transistor treibt. Dieser
> wird an der Basis ueber ein C von wenigen pF angesteuert. Darueber kommt
> ein Widerstand, einige zig kOhm, ich hatte auch mal 100k. Dessen Groesse
> bestimmt am Ende, wie lange der HF-Transistor in der Saettigung bleibt.
> Er wird damit als Pulsformer fuer die nachfolgende langsamere Logik
> zweckentfremdet, damit die einen Pulse ausreichernder Laenge vorfindet.
> Dazu muss hinter den HF-Transistor noch ein Schmitt-Buffer.
>
> Vielleicht reicht der TLV3502, hat 1.5nsec rise/fall times, gibt es im
> Doppelpack fuer guten Driftausgleich:
>
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlv3501.pdf
>
> Als HF-Transistor reicht was einfaches, BFR92 waere einer aus der
> europaeischen Kueche.

Ok, zunächst mal danke für den Tip mit dem Transistor. Ich kriege es nur 
nicht hin, daß der Puls wirklich länger wird. Also ich habe das so 
verstanden, daß die Basis über C angesteuert wird. Parallel zu C ist ein 
Widerstand, der die Entladezeit bestimmt. Den Ausgang greife ich am 
Emitter ab, der über einen Widerstand mit GND verbunden ist, dann ist 
das Signal nicht invertiert. Aber in der Simulation nicht länger. Der 
Einfachheit halber habe ich als Eingangssignal nur eine Halbwelle eines 
Sinus genommen, die den Ausgang des Komparators darstellen soll. Das 
.asc-File sieht so aus:

-----------------------

Version 4
SHEET 1 1272 980
WIRE 336 -32 -192 -32
WIRE 80 48 48 48
WIRE 192 48 160 48
WIRE 48 96 48 48
WIRE 336 112 336 -32
WIRE -64 160 -64 144
WIRE 80 160 -64 160
WIRE 192 160 192 48
WIRE 192 160 144 160
WIRE 240 160 240 112
WIRE 240 160 192 160
WIRE 272 160 240 160
WIRE -192 208 -192 -32
WIRE -64 208 -64 160
WIRE 336 224 336 208
WIRE 496 224 336 224
WIRE 336 240 336 224
WIRE -192 304 -192 288
WIRE -64 304 -64 288
WIRE 336 368 336 320
FLAG 336 368 0
FLAG -64 304 0
FLAG -192 304 0
FLAG 496 224 Vout
FLAG -64 144 Vin
FLAG 240 112 Vb
FLAG 48 96 0
SYMBOL npn 272 112 R0
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value BFR92A
SYMATTR Prefix X
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 176 32 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 47k
SYMBOL voltage -64 192 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 24 124 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 5 50Meg 5n 0 0 0.5)
SYMBOL voltage -192 192 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 5
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 320 224 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 10k
SYMBOL cap 144 144 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 22p
TEXT 408 136 Left 1 ;.inc BFR92A_SPICE.prm
TEXT -464 152 Left 2 !.tran 50n
TEXT 704 -40 Left 1 !* Filename:  BFR92A_SPICE.PRM\n* BFR92A SPICE 
MODEL\n* PHILIPS SEMICONDUCTORS\n* Date : September 1995\n*\n* PACKAGE : 
SOT23 DIE MODEL : BFR90A\n* 1: COLLECTOR; 2: BASE; 3: EMITTER;\n.SUBCKT 
BFR92A 1 2 3\nQ1 6 5 7 7 BFR90A\n* SOT23 parasitic model\n 
  Lb  4 5 .4n \n               Le  7 8 .83n\n               L1  2 4 
.35n\n               L2  1 6 .17n\n               L3  3 8 .35n\n 
       Ccb  4 6 71f\n              Cbe  4 8 2f\n              Cce 6 8 
71f\n*\n* PHILIPS SEMICONDUCTORS 
Version:   1.0\n* Filename:   BFR90A.PRM 
      Date: Feb 1992\n*\n.MODEL  BFR90A   NPN\n+              IS = 
4.11877E-016\n+              BF = 1.02639E+002\n+              NF = 
9.97275E-001\n+             VAF = 6.26719E+001\n+             IKF = 
3.20054E+000\n+             ISE = 4.01062E-015\n+              NE = 
1.57708E+000\n+              BR = 1.81086E+001\n+              NR = 
9.96202E-001\n+             VAR = 3.36915E+000\n+             IKR = 
1.28155E+000\n+             ISC = 2.79905E-016\n+              NC = 
1.07543E+000\n+              RB = 1.00000E+001\n+             IRB = 
1.00000E-006\n+             RBM = 1.00000E+001\n+              RE = 
1.16450E+000\n+              RC = 2.32000E+000\n+              EG = 
1.11000E+000\n+             XTI = 3.00000E+000\n+             CJE = 
8.90512E-013\n+             VJE = 6.00000E-001\n+             MJE = 
2.58570E-001\n+              TF = 1.54973E-011\n+             XTF = 
3.91402E+001\n+             VTF = 2.15279E+000\n+             ITF = 
2.13776E-001\n+             CJC = 5.46563E-013\n+             VJC = 
3.80824E-001\n+             MJC = 2.02935E-001\n.ENDS

-------------------------

Das letzte TEXT Statement ist in der Datei komplett in einer Zeile, hier 
wird es leider umgebrochen. Ich hoffe, das geht trotzdem. Zur Sicherheit 
hier nochmal nur das Modell des BRF92A

------------------------

* Filename:  BFR92A_SPICE.PRM
* BFR92A SPICE MODEL
* PHILIPS SEMICONDUCTORS
* Date : September 1995
*
* PACKAGE : SOT23 DIE MODEL : BFR90A
* 1: COLLECTOR; 2: BASE; 3: EMITTER;
.SUBCKT BFR92A 1 2 3
Q1 6 5 7 7 BFR90A
* SOT23 parasitic model
                Lb  4 5 .4n
                Le  7 8 .83n
                L1  2 4 .35n
                L2  1 6 .17n
                L3  3 8 .35n
               Ccb  4 6 71f
               Cbe  4 8 2f
               Cce 6 8 71f
*
* PHILIPS SEMICONDUCTORS                                Version:   1.0
* Filename:   BFR90A.PRM                                Date: Feb 1992
*
.MODEL  BFR90A   NPN
+              IS = 4.11877E-016
+              BF = 1.02639E+002
+              NF = 9.97275E-001
+             VAF = 6.26719E+001
+             IKF = 3.20054E+000
+             ISE = 4.01062E-015
+              NE = 1.57708E+000
+              BR = 1.81086E+001
+              NR = 9.96202E-001
+             VAR = 3.36915E+000
+             IKR = 1.28155E+000
+             ISC = 2.79905E-016
+              NC = 1.07543E+000
+              RB = 1.00000E+001
+             IRB = 1.00000E-006
+             RBM = 1.00000E+001
+              RE = 1.16450E+000
+              RC = 2.32000E+000
+              EG = 1.11000E+000
+             XTI = 3.00000E+000
+             CJE = 8.90512E-013
+             VJE = 6.00000E-001
+             MJE = 2.58570E-001
+              TF = 1.54973E-011
+             XTF = 3.91402E+001
+             VTF = 2.15279E+000
+             ITF = 2.13776E-001
+             CJC = 5.46563E-013
+             VJC = 3.80824E-001
+             MJC = 2.02935E-001
.ENDS


---------------------

Wäre nett, wenn mir jemand einen Tip geben könnte.

Gruß
Holger

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#195158

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-28 11:03 +0100
Message-ID<n0q6gtUkq18L1@news.in-ulm.de>
In reply to#195157
Oh, ich habe vorhin wohl die Version gepostet, wo ich den Widerstand 
statt parallel zu C testweise auf GND gelegt habe. Hier ist die richtige:

-------------

Version 4
SHEET 1 1272 980
WIRE 336 -32 -192 -32
WIRE 80 48 48 48
WIRE 192 48 160 48
WIRE 336 112 336 -32
WIRE -64 160 -64 144
WIRE 48 160 48 48
WIRE 48 160 -64 160
WIRE 80 160 48 160
WIRE 192 160 192 48
WIRE 192 160 144 160
WIRE 240 160 240 112
WIRE 240 160 192 160
WIRE 272 160 240 160
WIRE -192 208 -192 -32
WIRE -64 208 -64 160
WIRE 336 224 336 208
WIRE 496 224 336 224
WIRE 336 240 336 224
WIRE -192 304 -192 288
WIRE -64 304 -64 288
WIRE 336 368 336 320
WIRE 0 0 0 0
FLAG 336 368 0
FLAG -64 304 0
FLAG -192 304 0
FLAG 496 224 Vout
FLAG -64 144 Vin
FLAG 240 112 Vb
SYMBOL npn 272 112 R0
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value BFR92A
SYMATTR Prefix X
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 176 32 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 47k
SYMBOL voltage -64 192 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 24 124 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 5 50Meg 5n 0 0 0.5)
SYMBOL voltage -192 192 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 5
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 320 224 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 10k
SYMBOL cap 144 144 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 22p
TEXT 408 136 Left 1 ;.inc BFR92A_SPICE.prm
TEXT -464 152 Left 2 !.tran 50n
TEXT 704 -40 Left 1 !* Filename:  BFR92A_SPICE.PRM\n* BFR92A SPICE 
MODEL\n* PHILIPS SEMICONDUCTORS\n* Date : September 1995\n*\n* PACKAGE : 
SOT23 DIE MODEL : BFR90A\n* 1: COLLECTOR; 2: BASE; 3: EMITTER;\n.SUBCKT 
BFR92A 1 2 3\nQ1 6 5 7 7 BFR90A\n* SOT23 parasitic model\n 
  Lb  4 5 .4n \n               Le  7 8 .83n\n               L1  2 4 
.35n\n               L2  1 6 .17n\n               L3  3 8 .35n\n 
       Ccb  4 6 71f\n              Cbe  4 8 2f\n              Cce 6 8 
71f\n*\n* PHILIPS SEMICONDUCTORS 
Version:   1.0\n* Filename:   BFR90A.PRM 
      Date: Feb 1992\n*\n.MODEL  BFR90A   NPN\n+              IS = 
4.11877E-016\n+              BF = 1.02639E+002\n+              NF = 
9.97275E-001\n+             VAF = 6.26719E+001\n+             IKF = 
3.20054E+000\n+             ISE = 4.01062E-015\n+              NE = 
1.57708E+000\n+              BR = 1.81086E+001\n+              NR = 
9.96202E-001\n+             VAR = 3.36915E+000\n+             IKR = 
1.28155E+000\n+             ISC = 2.79905E-016\n+              NC = 
1.07543E+000\n+              RB = 1.00000E+001\n+             IRB = 
1.00000E-006\n+             RBM = 1.00000E+001\n+              RE = 
1.16450E+000\n+              RC = 2.32000E+000\n+              EG = 
1.11000E+000\n+             XTI = 3.00000E+000\n+             CJE = 
8.90512E-013\n+             VJE = 6.00000E-001\n+             MJE = 
2.58570E-001\n+              TF = 1.54973E-011\n+             XTF = 
3.91402E+001\n+             VTF = 2.15279E+000\n+             ITF = 
2.13776E-001\n+             CJC = 5.46563E-013\n+             VJC = 
3.80824E-001\n+             MJC = 2.02935E-001\n.ENDS

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#195162

FromDieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de>
Date2015-10-28 12:24 +0100
Message-ID<n0qb80$jmo$1@speranza.aioe.org>
In reply to#195157
Am 28.10.2015 10:50, schrieb Holger Schieferdecker:

> Ok, zunächst mal danke für den Tip mit dem Transistor. Ich kriege es nur
> nicht hin, daß der Puls wirklich länger wird.

Das liegt am Modell, Sättigung ist in dem nicht vorgesehen.


Gruß Dieter

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#195163

FromHolger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Date2015-10-28 12:58 +0100
Message-ID<n0qd7vUl54kL1@news.in-ulm.de>
In reply to#195162
Am 28.10.2015 um 12:24 schrieb Dieter Wiedmann:
> Am 28.10.2015 10:50, schrieb Holger Schieferdecker:
>
>> Ok, zunächst mal danke für den Tip mit dem Transistor. Ich kriege es nur
>> nicht hin, daß der Puls wirklich länger wird.
>
> Das liegt am Modell, Sättigung ist in dem nicht vorgesehen.

Danke, dann heißt es also ausprobieren und mit den Werten spielen.

Gruß
Holger

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#195178

FromJoerg <news@analogconsultants.com>
Date2015-10-28 08:02 -0700
Message-ID<d9c6baFnep6U1@mid.individual.net>
In reply to#195163
On 2015-10-28 4:58 AM, Holger Schieferdecker wrote:
> Am 28.10.2015 um 12:24 schrieb Dieter Wiedmann:
>> Am 28.10.2015 10:50, schrieb Holger Schieferdecker:
>>
>>> Ok, zunächst mal danke für den Tip mit dem Transistor. Ich kriege es nur
>>> nicht hin, daß der Puls wirklich länger wird.
>>
>> Das liegt am Modell, Sättigung ist in dem nicht vorgesehen.
>
> Danke, dann heißt es also ausprobieren und mit den Werten spielen.
>

Ja, geht fast nur am Labortisch. Aber am Kollektor abnehmen, nicht als 
Emitterfolger verwenden. Ein paar hundert Ohm.

C1 so setzen, dass es fuer den laengsten zu erwartenden Puls reicht. 
Dann R1 so waehlen, dass sich der Puls wie gewuenscht verlaengert. Je 
kleiner R1, desto tiefer geht es in die Saettigung. Wobei Dein 10nsec 
langer Puls eher "schnarchlangsam" fuer einen BFR92 ist. Da reicht fast 
ein gewoehnlicher NPN-Transistor der 1-Cent Klasse.

Und nimm keine gold-dotierten HF-Transistoren wie 2N2369, weil die kaum 
Ladungstraeger speichern.

-- 
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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