Предусилитель для фотодиода в сцинтилляционном детекторе, Замучились мы с иксами, запутались в нулях Опции

[TheMad]

Доброе %время_суток%, all!

А не делал ли кто-нибудь из здесь присутствующих предусилитель к фотодиоду, используемому в сцинтилляционном детекторе? Что-то странные вещи происходят, почти ничего кроме шума не видно. Книги по вопросам трансимпедансных усилителей попадаются или слишком простые с очевидными вещами, или сплошь теоретические.

Дано: есть pin-фотодиод http://www.detector.org.ua/pin_photdiode_5x5.html , к нему прилеплен кристалл CsI(Tl) размером 10*10*40мм. Вся конструкция неплохо защищена от внешней засветки. При напряжении смещения 40В ёмкость фотодиода порядка 20 пф. Максимальное обратное напряжение его же - 60В. Время высвечивания кристалла - порядка 0.5 мкс.

Экспериментальная часть: Берём малошумящий ОУ с подходящими характеристиками из имеющихся в наличии - это оказался AD8671 (GBP=10 МГц, шум 2.8 нВ\Гц^0.5). Делаем схему как на рисунке. Для тестирования первого каскада даём на фотодиод рабочее смещение (40 вольт) и на инверсный вход того же ОУ загоняем через резистор 1 МОм с генератора меандр с частотой килогерц 100. Убеждаемся что приемлемой длительности фронтов на выходе первого ОУ (ок. 0.25 мкс) можно добиться с резистором в цепи обратной связи сопротивлением 100 кОм с компенсирующим подстроечным конденсатором, вставшим где-то на 2.5 пф. В разных источниках упоминается оценка что при прилёте частицы в кристалл от фотодиода следует ожидать заряда порядка 1 фКл, поэтому при длительности импульса 0.5 мкс и резисторе ОС 100 кОм на выходе ОУ следует ожидать импульса амплитудой 200 мкВ. Так как 200 мкВ - не тот сигнал, что наблюдают на осциллографе настоящие рыцари щупа и паяла, было решено дополнительно усилить его в 24 раза с помощью ОУ типа AD8610 (GBP=25 МГц).

Наблюдения: Вижу шумовую дорожку шириной около 3 мВ. Редко (несколько раз в минуту) проскакивают импульсы амплитудой миливольт до 15-20, но редкость их появления настораживает: кристалл ненамного больших размеров, прилепленный к ФЭУ, от естесственного радиационного фона даёт импульсов 50 в секунду. Конечно, гамма-спектр радиационного фона имеет максимум в районе порядка 100 кЭв и возможно что он тонет в шумах фотодиода и усилителя, и вижу я редкие вспышки порождаемые частицами с более высокой энергией. Источника чтобы это подтвердить или опровергнуть нету.

И вот тут-то меня не покидает мысль что я что-то неправильно делаю и не должно оно так шуметь. Кто имел опыт работы с этими вещами - поделитесь немного.
Спасибо!

Эскизы прикрепленных изображений