Перейти к содержанию

Замер Напряжения (Тока) С Фотоумножителя


SpaceQuester

Рекомендуемые сообщения

Всем привет!

Есть следующая проблема. Фотоумножитель Hamamatsu R7600U после замера фотонов выдаёт напряжение от 0 до минус 40 Вольт. (Соответственно ток от 0 до 0.1 mA). Вот его даташит: https://www.hamamats...U_TPMH1317E.pdf

Что бы померять его отрицательное напряжение, оно пропускается через инвертирующую схему ОУ:

post-197728-0-24824100-1456475864_thumb.png

Хотелось бы видеть именно такую характеристику вольтажа, т.е. из -40 Вольт делаем падение напряжения до -5 Вольт, и затем -5 Вольт инвертируем до +5. (Вольтаж от 0 до +5 Вольт далее меряется Ардуиной).

Всё было бы идеально, если бы не одно "но": внутреннее сопротивление фотоумножителя 2-3 МегаОма. Поэтому, если мы учтём это на схеме, получается вот такой вольтаж:

post-197728-0-32719900-1456475869_thumb.png

Т.е. лимит не до +5 Вольт получился, а до милиВольт. И съехала точка нуля. Что совершенно не подходит.

Прошу помощи, как расчитать схему инвертора с учетом огромного внутренного сопротивления ФЭУ, что бы на выходе был предел до +5 Вольт. Т.е. происходила корректная инверсия вольтажа из -40 Вольт в +5 Вольт, как на первой схеме.

Спасибо.

post-197728-0-24824100-1456475864_thumb.png

post-197728-0-32719900-1456475869_thumb.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

Нужно искать высоковольтные ОУ с КМОП входами, включив повторителем, или придумывать подобный каскад .

Errare humanum est. Коли людЯм позволено, что же о нас то говорить!
 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

Дело в том, что для LM324 минимально гарантированная разность между напряжениями выхода и "-" питания составляет 20мВ. У других ОУ в основном значительно больше - 1,5-2В. Если 20мВ критичны, нужно подать на "-" питания дополнительный источник отрицательного напряжения или поискать другой ОУ с лучшим качеством rail-to-rail по выходу, не забывая про входы. Можно также сместить через неинвертирующий вход ОУ на +30мВ напряжение по выходу, и потом учитывать это смещение.

Изменено пользователем J_Ohm
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Непонятно, почему у Вас 0 ... -40В ?

Фотоумножители выдают ток, пропорциональный попадающему свету.

Надо сделать преобразователь ток-напряжение как на картинке.

Если максимальный ток 0.1мА и хочется 5В на выходе, то резистор R1 = 50кОм. Операционник любой, работающий от 0 входного напряжения и могущий выдать близко к 0 выходное напряжение, т.к. при темновом токе 20нА выход будет 1мВ.

Ну, либо двухполярное питание соорудить.

Либо неинвертирующий вход сдвинуть малёк вверх.

Вобщем, есть варианты.

post-193952-0-44309400-1456481072.png

Изменено пользователем Yurkin2015
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Непонятно, почему у Вас 0 ... -40В ?

Ну просто видим пока такое напряжение, играемся с ним. Напряжение проще всего мультиметром померять.

Схема у вас правильная, такую и хотелось бы внедрить.

Но я пытаюсь её у себя в TINA-9 повторить, получается полная фигня:

post-197728-0-01967300-1456482779_thumb.png

Нет линейной зависимости тока от напряжения :(

post-197728-0-01967300-1456482779_thumb.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Это похоже на глюк симулятора, а не микросхемы. Надо не забывать обозначать общий провод.

Мда..... Стоило добавить землю, и всё заработало в моём варианте:

post-197728-0-59389900-1456488665_thumb.png

Чудеса!

P.S.: однополярник кстати :)

post-197728-0-59389900-1456488665_thumb.png

Изменено пользователем SpaceQuester
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Так прямо на вход и ставьте.

Хотя у LM324 уже встроена защита от отрицательных напряжений ниже -0.3В, и она терпит входной ток 50мА при этом.

Этот ваш фотоумножитель выдаст больше 50мА току? Если да, то ставьте диоды встречно-параллельно с ноги 2 на землю.

Изменено пользователем Yurkin2015
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Ну, вот, как работает ОУ в этой схеме. Он изменяет напряжение на своём выходе, чтобы на входе "-" был такой же потенциал, как и на входе "+", т.е. 0В. И нужно помнить, что входной ток протекает по резистору 50кОм.

Подали ток 100мкА, опер установил на выходе +5В, на резисторе падение напряжения тоже 5В и всё хорошо - на входе ноль вольт, т.к. 5В - 5В = 0В.

Подали на вход 200мкА, опер выставил 10В на выходе, на резисторе 10В и снова всё пучком.

Подали ток 300мкА, опер при питании 12В больше 10В на выходе не выдаст. В результате на резисторе упадёт 15В, а на выходе только 10В. Вход "-" поедет вниз в отрицательные напряжения. Вот тут откроются защитные диоды и заберут часть входного тока на себя, и вход ниже -0.3В не уедет.

Так, что в данном случае ограничение происходит на уровне 0.2мА входного тока.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

отрезалось выше 0.1mA?

Тут так:

нужно, чтобы было на выходе 5В при 0.1мА входного тока? Резистор около 50кОм однозначно.

С другой стороны хочется ограничить выходное напряжение на уровне 5В?

Первый способ - использовать ОУ rail-to-rail и запитать его от +5В, например AD8605. Тогда выход выше питания, ну, никак не поднимется.

Второй способ - на выход ОУ поставить ограничитель, типа, резистор + диод Шоттки с катодом на +5В. Тогда напряжение ограничится на уровне +5.3В

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Окей, но у меня посложнее вопрос есть, не пойму где ошибка у меня.

Сопротивление ФЭУ в теории бесконечное, поэтому ставим повторитель напряжения, он же преобразователь ток-напряжение: https://monosnap.com...9g0d9YnzviDVZG0 Ну что бы сделать переход от высокомного источника к низкоомному через буферный усилитель.

И получается полная ерунда: https://monosnap.com...Bsq5ip15Bkx1ln5

Схему свою прикрепил к сообщению.

В TINA-9 рисую её.

Схема подключения - 4.zip

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

ставим повторитель напряжения

Не нужен никакой повторитель напряжения. ФЭУ подключаем прямо на вход ОУ с резистором в обратной связи, т.е. преобразователь тока ФЭУ в напряжение 5В.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Как на катринке из поста #13. То, что высокоомный - не имеет значения, весь ток до последнего мкА будет преобразован в напряжение.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
  • Сообщения

    • Все предложенные к рассмотрению источники питания работают примерно по одному принципу: сетевое напряжение выпрямляется, фильтруется (получаем чуть больше 300 вольт постоянного), затем преобразуется снова в переменное, но уже на частотах в несколько десятков килогерц, понижается на трансформаторе и снова выпрямляется. За счёт высокой частоты преобразования используется трансформатор на ферритовом, а не на стальном, сердечнике, гораздо меньших габаритов и стоимости. Минусы: значительное усложнение схемы блока и вероятность возникновения различных помех от него. Модули управления (кроме первого) также являются импульными преобразователями, с теми же достоинствами и недостатками. Если нужно по быстрому собрать некое подобие ЛБП, то уж лучше брать модуль вроде этого. Ну и блок питания к нему соответствующий. Но не очень понятно, какой практический опыт можно получить от соединения готовых модулей парой проводов.  
    • У меня больше всего вопросов вызвала необычная схема обеспечения отрицательного питания. Автор этой обстоятельной заметки пишет: For this supply to work correctly, the transformer must have a secondary voltage of at least 18V RMS.  Почему? Что будет не так с отрицательным питанием, если напряжение на трансформаторе будет меньше 18В?   https://tinyurl.com/23mlwxtt - я в простейшей эмуляции ставлю 12В пикового напряжения для трансформатора и на стабилитроне все как положено: -5.6В.
    • Согласен, очень криво объяснил. Это работа трёх вольтовой линии, просто на диод шотки сдвоенный, на один анод приходит сигнал напрямую с трансформатора, а на второй через дроссель. Вольт/деление 5 вольт в клетке, тайминг по моему 10 МС. Третья фотография это сигнал на катодах уровень земли ровно по центру экрана. Но все линии по итогу в порядке 3.3 в, 5, в, 12 в и -12 в. Нагрузить все линии не могу сразу ,так как тут же выгорают транзисторы (имеется нагрузка 250 ватт по 10 ампер на каждую линию за исключением-12в), поэтому нагружаю 3.3 вольтовую линию на 10 ампер,  подключаю переменный резистор 50 ватт на 15 ом на 5 вольтовую линию и постепенно довожу до той той картины с перекосом (это гдето  50 ватт общее). По поводу микросхемы, вверху имеется скрин где между импульсами проскакивает мини импульс, если так можно сказать, он проскакивает и на одной  и на второй ноге (7,8). Микросхема не tl 494, а lw4933/abx942.1/c9421646. Далее они приходят на базы транзисторов 945g  коллекторы этих транзисторов соединены с  выводами трансформатора. Просто схема типовая, легче мне кажется просто привести фото самого блока, для тех кто разбирается будет гораздо информативне.  Диод шотки по 12 вольтовой линии был подгоревший, заменил на донора. Приводить скрины не буду что бы не захламлять тему. В итоге, пока все так же, при достижении определенной нагрузки суммарно где-то 50 ватт, появляется этот "выброс и перекос". По этому имеются мысли на два варианта, это микросхема , этот мини импульс между периодами, на низкой нагрузке особо не влияет, но при достижении определенной приводит с самовозбуждению входной цепи и непроизвольному открытию транзистора нижнего плеча. Либо дело в "горячей части", плавающий дефект в обвязке силовых ключей.  Спасибо за ответ.
    • @Gomerchik а вы контролировали как меняется уровень сигнала на А1 ардуины?
    • Спасибо за совет. Автором данного проекта я не являюсь, мне нужно было воссоздать уличный датчик для метеостанции взамен пропавшего(( Из разного найденного в интернете этот проект работает с моей станцией Орегон (спасибо автору). В понедельник попробую последовать Вашему совету. Но все равно куча непоняток  как блин это работает)) Если дело в неправильной отправки команды, то как на это влияет подключение датчика температуры? Если совсем не подключать таймер, то передача идет один раз (как и прописано в программе), станция принимает и отображает, но минут через сколько-то естественно станция уже ни чего не показывает, но с таймером питание полностью не пропадает с ардуинки, но передача сигнала каким-то образом работает по таймеру.  В моем понимании данная команда подается один раз потому, что таймер должен отключать питание МК после передачи сигнала и каждые 43 сек снова подавать питание (так того требует станция).  Ардуино передает показания температуры отключается полностью и 43 секунды мк не работает.  Сейчас у меня питание пока сделано на подпитке от солнечной батареи, но пару пасмурных дней и аккумулятор съедается до отключения(
    • thickman Так и сделаю. Вытащу из бу БП.  Буду знать, как отличить. Благодарю. Заменил транзисторы на IRFB20N50K. Картина стала, совсем другой.  Похоже трудность не в драйвере, на момент подвозбуда, переходные процессы, в нем, завершены. Увеличил затворные резисторы до 50ом, стало немного лучше.  Не понятно, почему верхний ключ греется несколько сильнее. Возможно, стоит посмотреть ток в коллекторе.  Снабберные емкости временно удалил, изменений не произошло.  Замена ТГР на другой, на кольце MSTN-16A-TH, так же, результата не принесла.   irfb20n50k.pdf
×
×
  • Создать...