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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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PMT proj その37
 こちらの続きです。

 波高分析、結構、手強いです。 分解能を上げる為のパラメータが何かを色々手探りで試しています。



こちらに、PMT proj 関連記事の目次が有りますので、他の記事もご覧ください。


 PMTは信号出力が大きくて、レベル面でのS/Nも良さそうなのですが、高圧に対する感度の変化が結構大きですね。 単にパルスの数を数えるだけなら問題無さそうですが、波高分析となると、高圧の変化は、波高の変化になり、波高方向(グラフで行くと横軸方向)の揺らぎになり、分解能を悪化させる原因になるようです。 DC-DCコンバータとコッククロフトによる高圧発生は、長時間的にはフィードバックで安定化されているのですが、スイッチングのスパイクノイズは高圧にかなり乗っています。 PMTはかなり高速に応答するだけに、このスパイクノイズがどの程度、信号出力の揺らぎに影響しているか確認したいところです。

 あと、サウンドアダプタでサンプリングする時のサンプリングのタイミングによるずれがどの程度有るかも気になるところです。 サウンドアダプタのA/D変換に付いているサンプルホールドはどの程度の物なのか? それ以外に、アナログ回路のノイズがどれぐらい揺らぎに影響するか辺りをつかんでおきたい物ですね。 ハードウエアでサンプルホールドを追加するとして、元々、光パルスが1μSほどに鈍っているので、立ち上がりの部分では、それぐらいのサンプル誤差が発生するはずですが、それは、どう処理するかなど、考え出したら、あれこれ、沢山課題が有って、頭が混乱してきます。 まあ、一つ一つ確認していくしかないですね。

 まずは、作業しやすい様に、バラックで組んでいたヘッドアンプ部分を少し整理してみました。 と言っても、相変わらず、ブレッドボードのバラックなんで、そろそろ、基板に組んだ方が良いかもしれません。 とりあえずは、OPアンプ用の電源部分を詰めて組んで、コンパクトに纏めてみました。 ここにはマイナス電圧発生用のコッククロフト回路と、±両方の電源のフィルタを纏めてあります。 これで、少しスペースが出来て、色々パラメータを変えて作業しやすくなりました。

120621_pmt_proj_201.jpg

 次に、波形分析アプリのデータサンプリングがどのようになされているか、調べてみました。

 まずは、どちらかと言うとハード屋に近い私には使い易い、ImdNuclideを使って、サウンドアダプタに1kHzの矩形波を加えて試してみました。 使っているサウンドアダプタは、少し古いUSBタイプの物で、サンプリング周波数は48kHz、パルス信号はマイナス側に表示される物です。 入力信号は±に振れていますが、このアプリでは、マイナス側だけを捉えています。 そうすると波高分析結果はこんな感じになって居ます。 オーバーシュートの部分は除いて、まずは矩形波の平らな部分が少し斜めになっています。 後、立ち上がり立ち下がりの部分も斜めになっています。 このサウンドアダプタの総合的な周波数特性なんだと思います。

120621_pmt_proj_202.jpg

 こちらは、サイン波を入力した時の波高分析です。 急峻な部分のカウント数は少なく、なだらかな部分のカウント数が多いというのはそのまま出ていますね。 上のグラフとこのグラフで見ると、このアプリは、波形の評価をせずに、サンプリングされた値をそのまま波高分析に使っているようですね。 二つのピークが繋がっていなかったり、左端がゼロまで伸びていないのが気になりますが、この辺りは何らかの処理が入っているのかもしれません。

120621_pmt_proj_203.jpg

 一方、ImdNuclide以外の波高分析アプリは、単純に矩形波やサイン波を入力しただけでは完全に無視されます。 短いパルス波を加えて、標準波形に登録してやらないと、ちゃんとカウントしないようです。 これらのアプリはいずれもPRAの方法を踏襲している様で、標準波形と比較して、有る程度の相関が取れた物を有効パルスと判断して、そのピーク値を波高値として採用しているようです。 ちなみに、前にLED駆動に使ったパルスを加えてみましたら、ちゃんとカウントしています。 ピーク値を標準波形から外挿しているのか、サンプル値のピークをそのまま使っているのかは不明ですが、一個のパルスを一つのデータと判断しているようです。 ImdNuclideの場合はパルス幅の分だけカウント値が上がるんだと思います。

120621_pmt_proj_204.jpg
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