RadSense - en Rad SolidState Gamma strålning detektor (6 / 11 steg)
Steg 6: Signal behandling
(Lista legends: (1) övergripande Schematisk av stegen 1-3 i en enda kanal, inklusive diod basera och spänning avdelare som ger hänvisningar till varje skede., (...) Cirkelträning delavsnitt.)
Jag ska nu beskriva "flödet" av upptäckt signalera av en av de fyra kanalerna från dess bildande till digital förvärv. Den enda signalen av intresse påbörjar från fotodioderna. Dessa sensorer är omvänd partisk, som förklarats tidigare. Börvärdessignalerna är en stabil 12V som sprang genom ett lågpassfilter att eliminera eventuella oönskade buller/jitter av ~ f > 1Hz. Vid jonisering av utarmning regionen skapas en avgift puls på stiften av diod. Denna signal är plockas upp av vår första förstärkning scen: laddning förstärkare (ljus blå figur).
En laddning förstärkare (lila figur) kan göras med någon operationsförstärkare, men låg ljudnivå specifikationen är mycket viktigt. Målet för denna etapp är att konvertera avgift pulsen vid inverterade indata, in i en DC-spänning på op-amp utdata. Det icke-invertering i-satt filtreras och inställd på en spänningsavdelare på en känd och valt nivå. Denna första etapp är svårt att ställa in, men efter många tester vi fast för en feedback kondensator 2 [pF], och en återkoppling motstånd av 44 [MOhm], vilket resulterar i en puls av 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs].
En inverterade aktiva bandpass filter förstärkare (orange figur), som fungerar som en differentiator, följer avgift förstärkaren. Detta skede filtrerar och konverterar den konverterar DC nivå, i en puls med en vinst på 100 av narkotika från föregående etapp. Raw detektorn signalen är utforskad vid utgången av detta skede.
Därefter följer signal och brus kanaler (grön figur). Dessa två utgångar gå direkt till DAQ samt om andra analoga PCB. Båda fungerar som op-förstärkare kontrollapparater. Den enda skillnaden mellan två är att kanalen buller har en lägre spänning på det icke-invertering input än signal kanal och kanalen signal filtreras också för att ta bort frekvenser över den förväntade produktion pulsen från andra ljudförstärkande scenen. En LM741 op-amp fungerar som en komparator mot en variabel tröskel att diskriminera den signal kanal, gör det möjligt för detektorn endast skicka utvalda händelser till ADC/MCU. Utlösare anger ett variabelt motstånd på icke-invertering indata.
Nästa är tillfällighet counter (röd siffra). Här matas signalerna från varje kanal till en op-förstärkare fungerar som en summering krets. En fast gräns ligger sammanfaller med två aktiva kanaler. Op-amp utgångar hög om två eller fler, fotodioder registrera en hit samtidigt.
Slutligen är den blå figur strömkretsarna. Jag gjorde dock ett avgörande misstag genom att sätta den step-up DC/DC omvandlaren börvärdessignalerna makt nära kostnad känslig op-förstärkarna på förstärkning PCB. Kanske fixar jag detta i en senare version.