Comment connectez-vous les broches d’un tube photomultiplicateur (PMT) à un convertisseur analogique-numérique (ADC)?

Ojas Kulkarni

Comment connectez-vous les broches d’un tube photomultiplicateur (PMT) à un convertisseur analogique-numérique (ADC)?


J’utilise un tube photomultiplicateur (PMT) et j’essaie d’envoyer un signal à un ordinateur. Les PMT utilisent une tension et émettent un signal analogique (signal électrique continu) qui ne peut pas être lu par un ordinateur. Je prévois d’utiliser un convertisseur analogique-numérique (ADC) 16 bits pour convertir le signal analogique du PMT en un signal numérique qu’un ordinateur peut lire.

Le problème est que je n’arrive pas à comprendre comment attacher les fils soudés aux broches de sortie du PMT et à l’entrée de l’ADC. De quelle couleur de fils ai-je besoin pour accomplir cette tâche? Et quels fils doivent être attachés à quelles broches pour obtenir les meilleurs résultats. Si possible, veuillez écrire ce que signifient les broches sur l’ADC pour que je puisse en savoir plus, s’il n’y a pas de réponse. Veuillez fournir des schémas ou des sources si vous avez une réponse potentielle à cette question.

analogsystemsrf

J’ai assemblé une machine 70-IC tic-tac-toe à l’aide de fils étamés brillants et d’une gaine isolante transparente à enfiler. Ainsi, la couleur des fils … n’a pas d’importance. L’ADC devrait avoir une broche VIN, où la tension d’entrée analogique entre pour devenir une mesure quantifiée. Certains ADC ont des broches VREF, vous devez donc étudier les choix de tensions de référence. Et le calendrier de l’activité de démarrage de conversion peut nécessiter un déclencheur; vous aurez probablement besoin d’un comparateur analogique pour déclencher sur la sortie PMT, et la sortie numérique devrait rapidement démarrer l’activité ADC.

Réponses


 laptop2d

Cela dépend du nombre de photons que vous souhaitez compter. Il existe trois modes:

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Source: Manuel Hamamatsu PMT

Si vous voulez observer beaucoup de photons (sans compter), un préamplificateur à transimpédance fonctionnera très bien. Le résultat est un courant, vous le convertissez en tension avec l’amplificateur de transimpédance (et peut-être ajoutez un filtre passe-bas pour réduire le bruit) et mesurez la tension avec un CAN. La quantité de lumière est déterminée en calculant à rebours le courant à partir de la tension, et si vous connaissez le courant, la fiche technique du PMT devrait vous indiquer la relation de la lumière incidente sur la zone active du PMT.

Dans la figure ci-dessous, b) sert à mesurer les impulsions.

Vous pouvez également compter les photons si vous avez un compteur d’impulsions à grande vitesse et un comparateur (convertir en tension, puis définir un niveau de tension pour vrai = j’ai trouvé un photon et faux = je n’en ai pas vu). Cependant, s’il y a trop de photons, ils commencent à s’empiler comme une tension et ce circuit ne fonctionnera pas.

Vous pouvez faire des hybrides de ces circuits, j’ai construit un circuit avec un amplificateur transimpédance et un comparateur. (une fois le courant amplifié en tension, vous pouvez également créer un circuit de comptage et un CAN).

Un amplificateur transimpédance ressemble à ceci:

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La résistance convertit simplement un courant en votlage avec cette relation:

V = je R g une je n

donc si votre PMT a un niveau de détection maximum de 1mA de courant, et que vous avez une résistance de 5k, cela équivaut à 5V de la plupart des ADC

Source: Manuel Hamamatsu PMT

Le problème est que je n’arrive pas à comprendre comment attacher les fils soudés aux broches de sortie du PMT et à l’entrée de l’ADC. De quelle couleur de fils ai-je besoin pour accomplir cette tâche?

Habituellement, les PMT sont également livrés avec une base, qui pourrait inclure un diviseur résistif et / ou une alimentation haute tension. Pour qu’un PMT soit opérationnel, il a besoin d’une alimentation haute tension et d’un diviseur résistif pour abaisser la tension à chaque dynode. Certains PMTS vous font fournir la haute tension et incluent le diviseur résistif dans la base, certains n’en ont pas non plus. Un multimètre décent devrait être capable de trouver quelles broches sont les diviseurs résistifs. Vous auriez également besoin de trouver la broche qui est l’anode. Les dynodes doivent avoir toutes les résistances similaires et la broche d’entrée doit être la broche avec la résistance la plus élevée entre deux broches (si vous avez une base avec des résistances en elle. L’anode est celle que vous connectez à un ampli, assurez-vous si vous ne Je ne sais pas ce que vous faites, vous utilisez un circuit de protection sur l’amplificateur car une haute tension pourrait facilement brûler vos circuits.

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Source: Wikipedia PMT

N’oubliez pas de vous amuser! Accrochez le préampli à un oscilloscope rapide (1 GHz) et placez-le dans une pièce très sombre, vous pouvez voir les photons individuels frapper le PMT, ce qui est très cool.


 C. Towne Springer

Un photomultiplicateur est vraiment un multiplicateur d’électrons et il produit un courant. Divers schémas sont utilisés pour lire le courant de la tension aux bornes d’une résistance de charge vers des amplificateurs de courant sensibles.

Parce qu’elle est basée sur le flux d’électrons, la haute tension est négative par rapport à la terre, car les électrons passent du négatif au positif. Les PMT nécessitent des tests et un réglage de la tension pour la meilleure réponse et des précautions pour éviter la lumière lorsqu’ils sont alimentés.

Avez-vous juste un tube et une douille? Ou une prise avec des résistances de diviseur de tension? Ceci est une bonne source d’informations https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/etd/PMT_handbook_v3aE.pdf

 

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