Модуляция анодного сигнала ФЭУ Опции

[Funtov]

Буду благодарен за советы.
Есть в одном приборе фотоумножитель (если кто не сталкивался - это просто такая светочувствительная лампа с катодом, анодом и динодами, представляет из себя по сути светозависимый источник тока), измеряет световой поток от некоей хим. реакции.
Ранее луч света прерывался 50 Гц вращающейся крыльчаткой, соответственно вся дальнейшая схема на переменный сигнал и рассчитана. Прибор древний, хочется убрать всю эту ломающуюся механику.
Так вот: как сделать амплитудную модуляцию сигнала без крыльчатки?
1. Попробовал разрывать анодную цепь высоковольтным твердотельным реле. Работает в принципе, но ОЧЕНЬ большие шумы появились - из-за коммутации высоковольтного сигнала. Может, как-то иначе?
2. Можно ли как-то электронно разрывать световой поток? Например, из LCD что-то может практически подойти? (какая-нибудь большая LCD-точка с проводками ) Диаметр перекрываемого окошка - 28 мм.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Funtov]

khach, а какой там механизм потери чувствительности при модуляции по диноду? Нигде об этом не встречал информацию. Конечно, японцы об этом могут просто не писать, подразумевая, что такая ситуация нереальна
ФЭУ эти могут работать и в постоянном и в импульсном режиме, вот что они мне ещё писали (извините, что без перевода):

- Can I interrupt the light with another method - by electro-optic modulator for example? What models of it is the best?
- About light interrupting: Some NOx measuring instruments use chopper (modulator)
, but some don't. It depends on the idea to improve S/N ratio. In order to get more light,
it is necessary to minimize the distance between PMT and reaction chamber. However,
if chopper is used between the chamber and the PMT, the noise reduces but signal gets
weaker. So, it depends on the chamber design and in every particular case it is different.
So, we cannot comment on this matter.

- Does the pulse mode must be in this application, for these PMTs? Can I use another mode?
- Which mode to use depends on the instrument, so no comments again.

В общем, они отмахнулись: "можно по-разному, но производителю газоанализатора виднее". Оно-то понятно...

[khach]

khach, а какой там механизм потери чувствительности при модуляции по диноду?

Не потерь- приключений. Неравномерность коэффициента усиления, появления странных шумов, перезарядок конструктивных емкостей делителя при больших фототоках итд. Я работал со стробируемыми ФЭУ Хамамацу, поэтому нерекомендую.
Ну и смысла в этом нет- вам же надо отсечь фоновую засветку и собственные шумы фэу. Как раз поэтому режим ФЭУ лучше не менять. Иначе будет меняться его собственный шум и получите "подставку" на сигнале после синхронного детектора.
Схема включения ФЭУ конечно странная- обычно всегда питание отрицательное, а анод зазаемлен- тогда нет надобности городить АС развязку сигнала через конденсатор в 3 кВ и шумы высоковольтного источника тоже в схему непролазят. Так что должна быть какая-то особенность, которая вызвала применение положительного питания.
Есть ли конструктивня возможность охлаждать фэу с помощью пельтье? Можно немного выиграть на сигнал-шум при охлаждении. Переход на счет фоторнов для 11 динодного фэу практически невозможен- однофотонные импульсы к 11 диноду уже "склеились" и "размазались" во времени. Счетные ФЭУ обычно 7-8 динодные.
Число регистрируемых квантов= числк молекул на вероятность реакции на вероятность попадания фотона на фэу (телесный угол, эффективность оптической системы) на эффективность фотокатода.

Вертушку рекомендую оставить. Только иногда имеет смысл разогнать ее по скорости, если остальные каскады позволяют по частоте. Это позволяет отвязаться от частоты сети м выиграть в сигнал/шум за счет большего времени интегрирования по сравнению с частотой модуляции.
А для проверки характеристик прибора- возьмите обычный светодиод, поставьте перед ФЭУ и заставть мигать с частотой синхронного детектора. Только ток давайте очень слабый (регулируемый), чтобы глазом было невидно. Определите уровень шумов системы, ее частотную характеристику. Для этого достаточно обычной звуковой карты хорошего класса. Посмотрите, на сколько ухудшается чувствтительность системы при выкидывании модуляции и как начинает плавать ноль.
Сделайте для себя лабу по исследоваетю характеристик приемного тракта. И только потом начинайте переделывать.
Иногда (для систем 70-80 годов) удается радикально поднять чувствительность, выведя сигнал после предусилителя наружу (через правильный драйвер кабеля) и подав на вход хорошей звуковой карты. Синхронный детектор- софтовый, в компе. По второму каналу- сигнал модуляции (следите за развязкой сигналов). Ингода лучше засинхронизировать вертушку от сигнала с выхода звуковой карты ( комп- ведущий по частоте, вертушка- ведомая).

[Tanya]

Есть ли конструктивня возможность охлаждать фэу с помощью пельтье? Можно немного выиграть на сигнал-шум при охлаждении. Переход на счет фоторнов для 11 динодного фэу практически невозможен- однофотонные импульсы к 11 диноду уже "склеились" и "размазались" во времени. Счетные ФЭУ обычно 7-8 динодные.
Число регистрируемых квантов= числк молекул на вероятность реакции на вероятность попадания фотона на фэу (телесный угол, эффективность оптической системы) на эффективность фотокатода.

А если 8-й динод использовать как анод?