Всем здрасти!

Поскажите по схемам управления для ФЭУ. На чём лучше делать. Ну и вообще. Может литературу порекомендуете.

Спасибо.

В ПДФ на выбраный ФЭУ, ничего нет?

Пока не нашёл

В гугле photomultiplier power supply, photomultiplier shematics итд.

а что именно интересует?

Схема получения и стабилизации высокого напряжения. ФЭУ 102.

у меня например двухтактный преобразователь со средней точкой, десять каскадов умножителя и ОС с высокоомного делителя. регулировка осуществляется регулированием напряжения питания преобразователя
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ещё такой вопрос - у 102 ФЭУ какие параметры высокоомного делителя?

это у Вас в паспорте на ФЭУ должно быть, я не знаю, у нас такой ФЭУ не используется

кстати, по поводу преобразователя... хотел еще попробовать сделать step-up для питания ФЭУ с управлением от МК, причем, чтобы особо не заморачиваться с дросселем (секционирование, изоляция и пр.), сделать дроссель наборным (последовательно 4-6шт. серийных). если у Вас есть время на эксперименты, попробуйте, может поделитесь потом результатом

Это без проблем. Но надо с чего-то начать. С ФЭУ первый раз столкнулся, разбираюсь.



Мне ФЭУ по "наследству" достался, знаю только марку (вместе с жутко не стабильной схемой преобразователя).

сколько у него динодов? вероятнее всего (судя по диаметру) он похож на ФЭУ-67. вот первая страничка паспорта ФЭУ-67:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

12

тогда трудно сказать, у меня есть только паспорта на ФЭУ-85 (11 динодов) и ФЭУ-67 (8 динодов)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Может быть http://www.istok2.com/data/3085/ поможет?

конечно поможет, вот только почему там нет конденсаторов для работы в спектрометрическом режиме? хотя для простого счета они ни к чему

Конденсаторы М/у 6-7, 7-8, 8 - "+". Это из книги. Но мне надо именно импульсы считать и если правильно понял их можно и не ставить?

можно не ставить, в паспортах написано
конденсаторы фильтруют питание последних динодов, где ток достаточно большой. если их нет, то амплитуда импульса будет просто немного сваливаться

А про блокинг генератор в системе преобразователя что можете сказать. В схеме, которая ко мне попала, на таком сделано.

ничего не скажу, не знаю но видимо нестабильность как-раз с ним и связана, ОС должна быть непосредственно с катода ФЭУ, т.к. катодное напряжение "плывет" в зависимости от загрузки ФЭУ (при большой интенсивности)

Обратная связь присутствует. Но почемуто пускается не всегда и зависимость от коэф. усиления транзистора в б.г. большая. Не есть хорошо.

да и температурная... нет, управляемый преобразователь на МК всяко лучше. можно измерить высокое, подрегулировать его, причем если есть связь с наземным оборудованием, то оперативно контролировать высокое

Прибор автономный, слишком многое не поставишь. Да и по потреблению критично. Хотя схему все равно переделывать надо. ИМХО, стабильность превыше всего.

А импортные ФЭУ, н-р Hamamatsu, не использовали?

нет, не приходилось
прибор автономный? измерения в памяти хранятся? значит какой-то контроллер в приборе есть?

Да считает импульсы за единицй времени и складывает во Flash. Контроллер есть. Используется PIC18. Но он и так не хило загружен.



Это основная проблема. используем при 100 - 130 гр. цел.

не знаю какие ресурсы у Вас свободны, но для step-up преобразователя потребуется 1 ШИМ-порт и 1 аналоговый вход. если использовать непрерывное АЦП и ШИМ, то вся обработка такого преобразователя - чтение АЦП и коррекция ШИМ. резкого изменения катодного напряжения быть не может, поэтому коррекция ШИМ это инкремент/декремент. в общем десяток байт кода

Еще советую обратить внимание, что можно подключить диноды прямо к каскадам умножителя, исключив резистивный делитель. Это кардинально снижает потребляемую мощность, что облегчает стабилизацию. Я тут выкладывал схему стандартного источника питания ФЭУ Hamamatsu, поищите ее, она несложна для повторения.

у меня стоит чей-то прибор именно с такой реализацией, но не совсем понятно, насколько критичны ФЭУ к равномерности деления напряжения на динодах. т.е. в паспорте сказано, что "допускается" равномерное деление, но вот к чему это приводит?
а так конечно, потерь на делителе нет

Должен работать, ни к чему не должно приводить.

А можно по подробней или ссылки где почитать.



В принципе можно и его использовать, но теоретически есть большая доля вероятности, что уйдя в обработку прерываний, может на довольно приличное время оставить высокое напряжение без контроля. Поэтому не желательно совмещать.

http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...ost&id=6377

это не страшно, ШИМ молотит, АЦП оцифровывает... высокое плывет от загрузки и температуры, и то, и другое во времени изменяется медленно
в случае снятия напряжений для динодов непосредственно с умножителя Вам потребуется (12 динодов + катод = 13) * 2 = 26 каскадов умножения. но если "лишних" 0,5Вт на делитель нет, то придется так и делать

вот такой вариант сегодня попробовал. из более-менее высоковольтных транзисторов только КТ815Г под рукой были, поэтому раскачал только -400В (входное напряжение 15В), дроссель серийный RLB (1мГн), ШИМ 8-разрядный, частота 31,25кГц. завтра куплю полевички вольт на 300-400, попробую побольше:
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
да, нагружен умножитель на 10МОм

попробовал запитать от 5В - те же -400В достижимы (естественно при большем заполнении), осциллограммка на коллекторе:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ток потребления умножителя - 10мА

Я вот такую схему запустил. Довольно стабильно работает. И потребление 1200 В - 20мA.

Заранее извиняюсь схема не полная. Не успел оформить.

Поясню - вход 12-16 В. после транса стоит умножитель.

1. а регулировка высокого чем? каждый конкретный экземпляр ФЭУ требует настройки высокого таким образом, чтобы во всем диапазоне загрузки амплитуда импульсов от метрологического источника не менялась (слабо менялась)
2. у Вас есть уверенность, что в Вашем температурном диапазоне (даже с учетом резисторов с низким ТКС) высокое не поплывет?

Более подробная схема с узлом регулировки.

решать Вам, но схема повышающего преобразователя с умножителем и управлением от МК лучше тем, что:
1. высокое стабилизируется (ОС на контроллер у меня на схемке не показана) и при этом измеряется не косвенно, а непосредственно на катоде ФЭУ (правда в Вашем варианте это тоже можно сделать);
2. даже если ОС на контроллер нет, то высокое не должно плыть при условии,что напряжение питание умножителя стабилизировано, а МК кварцованный;
3. дроссель серийный, габариты его намного меньше трансформатора;
4. вся схема - 1 ключ.
при питании 15В я не замерил ток, но блок питания с индикацией до 2-го разряда после запятой показал, что при включении умножителя ток не меняется, это значит, что он где-то 5мА. правда при 400В. какой он будет при 1200В пока сказать трудно

Соглашусь, что есть вопросы по реализации и стабильности. Но для начала есть смысл провести полный цикл испытаний на данной рейлизации. И к тому же похожие схемы используют другие фирмы занимающиеся геофизическими исследованиями и вполне успешно.

конечно пробуйте, всегда лучше все пощупать самому. у меня тоже в той схеме, которую я привел в начале темы, стоит линейный регулятор высокого. естественно греется, поэтому и было желание попробовать повышающий преобразователь. если удастся раскачать его на 1000-1200В и получить приемлемые параметры, то перейду на него, лишние 10мА на входе прибора не помешают... да и пара кв.см. на плате тоже

в схеме из поста 32 поменял биполярный транзистор на полевик IRF710 (Udsmax=400V), напряжение питания 15В, дроссель 100мкГн, нагрузка 10МОм.
напряжение на выходе 1200В достигается уже при коэффициенте заполнения порядка 15%, амплитуда напряжения на стоке при этом 300В, ток потребления умножителя (с нагрузкой) 30мА.
осциллограмма напряжения на стоке:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
при таком коэффициенте заполнения шаг регулировки очень большой (40-50В).
с дросселем 1мГн 1200В достигается при коэффициенте заполнения около 50%, но ток потребления уже 60мА:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
при этом шаг регулировки получается неравномерный. если момент отпирания транзистора попадает в промежуток между всплесками напряжения на стоке, то шаг очень маленький (до 1В), а если на положительный всплеск - то шаг становится большим (до 40В). мне кажется, что нужно уменьшать емкости конденсаторов умножителя (сейчас они 0,1мкФ*250В), чтобы колебательный процесс в контуре дроссель-емкости затухал к моменту отпирания транзистора.
впрочем, может специалисты по силовой электронике что-нибудь подскажут?

А что у Вас за диоды в умножителе? Походу они очень медленные...

bas21, 50нс
частота колебаний в контуре в среднем 400кГц
в посте 39 на первой осциллограмме (L=100мкГн) колебания затухают намного быстрее, чем во второй (L=1мГн). оно и понятно, частота колебаний контура обратнопропорциональна корню из LC. если я увеличил индуктивность, то емкость надо уменьшать

Так, стоп. Во-первых, мне кажется или нет, на осциллограммах 50 вольт на деление по вертикали? Если да - то у Вас же диоды пробивает (у них 250 вольт по даташиту). Во-вторых - я понимаю, что Вы хотите получить -1200 вольт, но по науке надо перевернуть преобразователь, потому как в Вашей схеме умножение происходит не на обратном ходу - не очень это кошерно

Да и диоды надо брать более матерые - в том смысле, что токи через диоды заметно выше, а значит - больше время восстановления. В даташите на BAS21 говорится о 50нс при 30мА. Я бы поставил что-то типа ES1D - там цифры порядка 25нс при токах ~0.5А. Правда, у них обратное напряжение всего 200В. Но можно что-нибудь поискать еще такого класса.

1. да, 50 вольт на деление. мне в принципе 1200 и не нужно, хватит и 1000 за глаза, а такую картинку я вижу и при 800В. для 1000В обратное напряжение на диодах составляет 200В, запас остается.
2. на обратном ходу за счет выброса заряжаются емкости нижней линейки, на прямом они перезаряжают верхнюю. если перевернуть умножитель, то первый каскад просто нерабочим будет, а так ничего не изменится.

... поменял емкости умножителя на 4,7нФ, ничего не изменилось, только выходное напряжение упало и пульсации появились

может обратный диод полевичка какую-то роль играет? может в сток последовательно диод нужен?

Да, пожалуй, это один хрен.



Да нет, выброс вниз (ниже земли) сугубо из-за обратного тока через диоды. Их надо заменить.

в общем так и не понял я в чем дело, но вот такой вариант работает до 1000В при коэффициенте заполнения 40%, дроссель 1мГн, регулировка плавная по 10В (при 8-разрядном ШИМе) - 256*40%*10В=1000В - все четко, как в аптеке :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ток потребления умножителя с нагрузкой 3МОм пока 40мА, надо еще поработать.
у меня такое подозрение, что все-таки через диод полевичка какая-то рекуперация в источник шла, поэтому появился диод последовательно с дросселем.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
да... такой вариант лучше, потому что в первом варианте если в нагрузке КЗ, то на питании может появиться очень большой плюс
хотя... если в первом варианте в плюсовой вывод питание включить этот диод, то будет все тоже самое: и защита от рекуперации, и защита от высокого на питание


не надо, у меня стоит 3МОм нагрузка и 10МОм делитель ОС, т.е. общее сопротивление в нагрузке 2,3МОм, ток, потребляемый нагрузкой, - 29мА, ток потребления непосредственно умножителя - 11мА

для варианта 1400В дроссель 470мкГн, коэффициент заполнения при 1400 - те же 40%, шаг регулировки (при 8-битном ШИМ) - 14В, ток потребления умножителя - 23мА

... ну и еще (если кому надо для других применений). при питании 5В дроссель 180мкГн, выходное напряжение до 600В, ток потребления 30мА (от 5В).
т.е. если сделать умножитель 26-каскадным для питания динодов ФЭУ-102 непосредственно от каскадов умножителя, то можно питаться от 5В, выходное (по идее) будет до 1560В. только подгрузить умножитель видимо все-равно придется, все-таки повышающий преобразователь, но наверное высокоомного делителя на выходе для ОС будет достаточно, чтобы высокое не улетело

номер не прошел. вставил еще 10 (к имеющимся 10) каскадов умножения, выброс на обратном ходе уменьшился ровно в 2 раза и на выходе получил те же 600В.
т.е. увеличением количества каскадов умножения можно только снизить амплитудное значение напряжения на одном каскаде, а предельный "коэффициент усиления по напряжению" такой схемы составляет где-то 100-120 вне зависимости от числа каскадов.
итак, если нужно получить выходное напряжение 1200В, то напряжение питания должно быть не менее 10-12В. если предельное напряжение компонентов умножителя 250В, то количество каскадов умножения должно быть 1200*2/250=10. максимальный коэффициент заполнения должен быть около 40%, при этом дроссель должен быть минимальной индуктивности, при которой он еще не входит в насыщение (о насыщении говорит рост напряжения на стоке в открытом состоянии)
ну вот, пока такая эмпирическая метода

поправлюсь... это я не учел, что у меня в нагрузке висит 2,3МОм, с нагрузкой 10МОм получается уже 1000В (питание 5В, дроссель 180мкГн, 20 каскадов умножения). чтобы получить 1200В, нужно еще увеличить сопротивление в нагрузке.
т.к. при питании динодов ФЭУ от каскадов умножителя высоковольтного делителя нет, а есть только делитель ОС, то увеличить его сопротивление не проблема
в общем для себя я остановлюсь наверное на таком варианте:
т.к. основное питание прибора у меня 5В, то, чтобы не ставить дополнительный преобразователь, запитываю умножитель от этих 5В, 10 каскадов умножения, высоковольтный делитель для динодов не менее 10МОм. правда для используемого ФЭУ-67 в паспорте рекомендовано суммарное сопротивление делителя не более 2,4МОм, но опыт эксплуатации делителей с втрое большим сопротивлением есть

это при каком напряжении питания.

Извиняюсь за свою темность, что есть коэффициент заполнения ?