Помогите с подключить pin-фотодиод.

[ISIT_14]

Всем доброго здоровичка!

хочу интереса ради, да и для работы, собрать детектор гамма излучения (в частности рентгеновского) на pin-фотодиоде bpw34. в частности интересует аналоговая часть как снять с него сигнал с максимум чувствительности и минимумом шумов. суть такая: при попадании на диод гамма кванта в нем появляется ток пропорциональный энергии кванта. диод через усилитель будет подключен к АЦП с помощью которого МК будет считать количество квантов по уровням сигнала в результате чего будет получаться график распределения по энергиям которое я потом сопоставлю с киловольтами(по калиброванному прибору) - это в идеале. второй вариант тупо мерить амплитудное значение выходного сигнала которое будет сопоставленно с киловольтами анодного напряжения R-трубки (по-большому счету мне нужен измеритель киловольт и времени экспозиции). проблема в том что я ни черта не понимаю в подключении фотодиодов, вот нашел что-то похожее, но какой применить опер нужен вроде с низким bias current и большой скоростью нарастания.
темновой ток диода при смещении 10в 2-30нА. световой ток 40-50мкА, скорость нарастания и спадания фронтов 100нс
вот еще какой-то германец, видимо, сделал на базе звуковой карты компутера нечто подобное http://www.b-kainka.de/bastel131.html

[avkmar]

хочу интереса ради, да и для работы, собрать детектор гамма излучения (в частности рентгеновского) на pin-фотодиоде

pin-фотодиод

Как правило предназначен для работы в сантиметровом диапазоне волн.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Pin_%D...B8%D0%BE%D0%B4
А будет ли он работать на длине волны менее 2·10⁻¹⁰ м?

[ISIT_14]

Работает. Это не я придумал. Думаю в девайсе за 500килоруб который я пользую стоит примерно тоже

[Openreel]

диод через усилитель будет подключен к АЦП с помощью которого МК будет считать количество квантов

Схема из первого поста не предназначена для работы с АЦП, она выдает импульсы, соответственно цеплять надо к счетному входу микроконтроллера и импульсы считать. Немец сделал то же, с импульсным выходом, только что тормозное(заряд в базе медленно рассасывается).
Взять светодиод ИК, подключить через резистор к функциональнику (меандру) на скоп на один канал функциональник, на второй канал выход макетируемой схемы фотоприемника, после этого вопросов будет значительно меньше.
Пример обмера.

[ISIT_14]

если считать импульсы толку не будет так можно узнать только активность вещства. а мне нужно измерять амплитуды этих импульсов. в рентгене импульсов будет очень много фактически сплошной поток.

[avkmar]

мне нужно измерять амплитуды этих импульсов

Тогда нужно на прямой вход первого ОУ подать постоянное напряжение и получить на выходе интегратора ноль при отсутствии излучения. Убрать переходной конденсатор, а то получилась связка интегратор-дифференциатор.

[ISIT_14]

Тогда нужно на прямой вход первого ОУ подать постоянное напряжение и получить на выходе интегратора ноль при отсутствии излучения. Убрать переходной конденсатор, а то получилась связка интегратор-дифференциатор.

погоди погоди. тут вроде преобразователь ток-напряжение + усилитель, конденсатор разделительный по постоянке чтобы
отсечь темновой ток. или нет?

[кот базилио]

хочу интереса ради, да и для работы, собрать детектор гамма излучения (в частности рентгеновского)

А, Гейгеров советских нет? Из армейских приборов. Вроде база флота, добра сего навалом должно быть и самого разного (за жидкую валюту). А, тут какая то экзотика полупроводниковая новомодная.

[ISIT_14]

да мне не интересен дозиметр. у меня он есть. мне нужно измерять не количество квантов как это делает дозиметр, а их энергию. есть даже прибор который это делает. просто интересно сделать подобный. хочу простенький киловольтметр анодного рентгенов с дополнительной индикацией времени, а если оно такое сможет, то и до измерения дозы не далеко. откалибровать я его смогу по заводскому прибору.
пин-диоды я уже купил они по 30руб продаются никакая не экзотика.

[avkmar]

тут вроде преобразователь ток-напряжение

Да, я не обратил внимание на номинал конденсатора, там 2 пикушки, а через 100 только ВЧ пройдет. pin-фотодиод работает, как линейный резистор. Что бы усилить напряжение нужно убирать переходной конденсатор и тогда получишь на выходе постоянное напряжение пропорциональное величине облучения диода, которое можно подать на АЦП.

[Alexander]

при попадании на диод гамма кванта в нем появляется ток пропорциональный энергии кванта.

Нет-ли тут ошибки? Поскольку обычно для регистрации используют синтиляционный кристал а фотодиод фиксирует его вспышки но сам по себе как регистратор не работает.
http://nuclphys.sinp.msu.ru/experime...tors/scint.htm
http://www.ngpedia.ru/id120276p1.html

[al2sav]

Схема из первого сообщения состоит из ПТН и инвертирующего усилителя и вроде как не должна входить в насыщение практически до напряжения питания ОУ, т. е. амплитуда импульса на выходе будет соответствовать току через фотодиод с коэффициентом 10 МОм х 10=100 МОм - а какой ток вызовет искомая частица?
Фольга закроет ФД от фоновой засветки, а его обратный ток 2-30 нА даст на выходе ПТН смещение 20-300 мВ, что существенно меньше возможного выходного напряжения ОУ.
Однако подобные ПТН имеют частотную характеристику с завалом начиная с нескольких килогерц, а может и вообще иметь резонансную характеристику с горбом на частотах от сотен герц до десятка килогерц (в зависимости от ОУ).
Дифференцирующая цепь 100 пФ 10 кОм на входе усилителя на втором ОУ может дать отрицательный выброс на максимуме сигнала, если длительность сигнала будет больше навскидку нескольких микросекунд.
Смакетировать работу можно, подав на светодиод (через резистор ом 50) импульс, похожий на импульс от частицы.
По особенностям работы ПТН см. www.kit-e.ru, журнал Компоненты и технологии, №№2 и 3 за 2009 год.

[Openreel]

в рентгене импульсов будет очень много фактически сплошной поток.

Тогда при макетировании у функциональника мендр заменяется на пилу.
Это если надо измерять не амплитуду отдельного импульса, а амплитуду совокупности импульсов.
Схема из первого поста не зависит от параметров постоянки, поэтому возможно придется решать вопрос с термо и временной стабильностью.
Мне было проще, надо было импульсы делать надежно и бесплатно, схема на транзисторах проектировалась. До пин диодов не дошло, в бюджет не лезли

[ISIT_14]

Нет-ли тут ошибки? Поскольку обычно для регистрации используют синтиляционный кристал а фотодиод фиксирует его вспышки но сам по себе как регистратор не работает.
http://nuclphys.sinp.msu.ru/experime...tors/scint.htm
http://www.ngpedia.ru/id120276p1.html

обычно да. используют сцинтилляционный монокристалл и его вспышки фиксируют фотоумножителем (очень чувствительный детектор). еще применимо к рентгеновс4им лучам с энергиями порядка 10-150КЭВ можно с помощью ионизационной камеры измеряя мощность кермы в воздухе получать параметры пучка. но сейчас все чаще используются полупроводниковые аналоги иониз.камер и сдается мне что это и есть пин-фотодиоды. однако опять же не уверен нет ли там сцинтиллятора. (видел где-то схему экспонометра там он показан как куча последовательных диодов - естественно непонятно каких.)




---------- Сообщение добавлено 00:59 ---------- Предыдущее сообщение было 00:52 ----------

al2sav, а вот какой ток вызовет частица это тайна покрытая мраком диодов я взял с запасом для последовательного соединения для увеличения чуйки конструкции. или для параллельного?если нас интересует ток то вроде как нужно параллельное соединение (это будет эквивалентно увеличению площади кристалла?)


вот что пишет аналог девайсес

и микрочип http://ww1.microchip.com/downloads/e...tes/01494A.pdf

[al2sav]

Фотодиод - генератор тока, только параллельное соединение (таким образом я набрал 30 кв. мм из дешевых ФД).
До этих тонкостей (AD) еще очень далеко, пока отложите в сторону, т. к. главное найти фонарик для этой тайны - "какой ток вызовет частица это тайна покрытая мраком".
Статья от Микрочип перекликается со статьей от ВВ, на которую я обратил внимание в #12.
Обратите внимание на журнал "Приборы и техника эксперимента", там подобные вопросы рассматривались - причем практически! - уже лет 20-30 назад (статьи журнала в сети недоступны, ищите в библиотеках ВУЗов).
И попробуйте поиск "кремниевые фотодиоды для рентгеновского излучения".

[Openreel]

http://www.maximintegrated.com/en/ap...ex.mvp/id/2236
http://www.vk2zay.net/article/265

журнал "Приборы и техника эксперимента", там подобные вопросы рассматривались - причем практически!

Журнал суперский, только уровень там на порядки выше апнотов.

[ISIT_14]

http://www.maximintegrated.com/en/ap...ex.mvp/id/2236 это видел - не годится там компаратор на выходе дает прямоугольники для счета.

можно подключить диод к осциллу и облучить его но это ничего не даст уровень будет низковат, попробую хотяб отсюда входную часть http://www.vk2zay.net/article/265

[boatsman]

хочу простенький киловольтметр анодного рентгенов с дополнительной индикацией времени

Какие рентгены? "Арины" - "Сармы" - "БиДжи" импульсные? Или медицина, с нормальной электронной трубкой?
Там нет "киловольт" в спектре излучения - спектр сплошной, интенсивность от нуля при низких кВ до максимума при кэВ соответствующих анодному и даже есть "бешеные" фотоны с энергией выше.
А у импульсных и полуволновых аппаратов все еще хуже.

используются полупроводниковые аналоги иониз.камер и сдается мне что это и есть пин-фотодиоды

Ge-Li и Si-Li, джилли и силли. Про них можно хоть у Хилла-Хоровица почитать. Применяются захоложенными до криогенных температур.

Вот эти ребята http://www.yxlon-portables.com/Home мерят максимум спектра по слою половинного ослабления в свинце, а калибровано все на спектрометре который им не по карману.
10% точность получается.
Можно просто анодное мерить, но в данном конкретном случае делитель высоковольтный засунуть некуда. А по-хорошему так и делают, высоковольтный резистор и вперед.

[кот базилио]

пин-диоды я уже купил они по 30руб продаются никакая не экзотика.

А ФЭУ сиё не заменяют? А то есть, что то пром лабораторное на фотоумножителях в доме из советских запасов ( сильно не вникал не надо было ). Не моё тёщино.

[ISIT_14]

Какие рентгены? "Арины" - "Сармы" - "БиДжи" импульсные? Или медицина, с нормальной электронной трубкой?
Там нет "киловольт" в спектре излучения - спектр сплошной, интенсивность от нуля при низких кВ до максимума при кэВ соответствующих анодному и даже есть "бешеные" фотоны с энергией выше.
А у импульсных и полуволновых аппаратов все еще хуже.



Ge-Li и Si-Li, джилли и силли. Про них можно хоть у Хилла-Хоровица почитать. Применяются захоложенными до криогенных температур.

Вот эти ребята http://www.yxlon-portables.com/Home мерят максимум спектра по слою половинного ослабления в свинце, а калибровано все на спектрометре который им не по карману.
10% точность получается.
Можно просто анодное мерить, но в данном конкретном случае делитель высоковольтный засунуть некуда. А по-хорошему так и делают, высоковольтный резистор и вперед.

я работаю только с медицинскими рентгенами там вполне конкретный спектр определяемый вольфрамовым анодом и фильтрацией (неменее 2,5мм аллюминия).

охлажденными до криогенных температур применяются монокристаллы германия в гамма детекторах. это не аналоги ионизационных камер, это аналоги сцинтиляционного монокристалла + фэу (такое применяется в поисковых дозиметрах и гамма спектрометрах) в рентгеновских экспонометрах, о которых я говорил, применяется или ионизационная камера с воздухом или полупроводниковый детектор без всяких охлаждений- такая чувствительость и рабочий диапазон как у гаммадетекторов там не нужна.

А по-хорошему так и делают, высоковольтный резистор и вперед.

хто так делает???? ЗАЧЕМ? какой нахрен резистор на 120КВ???
в рентгеновских генераторах конечно есть для ОС цепь измерения киловоль и миллиампер но это в середине вторички в/в транса.

у меня есть калиброванный поверенный аппарат - рентгеновский дозиметр (Unfors Xi) который мерит киловольты, дозу, экспозицию и фильтрацию вот по нему я и собираюсь откалибровать. все что мне сейчас нужно - получить с фотодиода более менее удобное напряжение линейно зависящее от киловольт на облучаюющей его р-трубе (ну если не линейно то хотябы с повторимыми результатами - таблицу соответствия составить не проблема).

кстати разобрал (чучуть) датчик второго дозиметра (который все равно не работает): там датчик какая-то керамическая платка неизвестно с чем заклеенная свинцом.

А ФЭУ сиё не заменяют? А то есть, что то пром лабораторное на фотоумножителях в доме из советских запасов ( сильно не вникал не надо было ). Не моё тёщино.

нет иначе от ФЭУ давно отказались бы.