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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54
 細かな調製や、手直しをしていますが、「詰め」の段階になってきますと、その確認にも時間が掛かって、進捗が「牛歩のごとく」です。 まあ、でも、先が見えてきましたし、じっくりやるしか有りませんね。

 今回は、こちらで手直ししたDC-DCの動作確認と、ヘッドアンプ部のパルス幅を変えてみて動作確認してみました。



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。


 まずは、DC-DCの電源回路のフィルタとして入れているインダクタを直流抵抗の小さな物に変更しましたが、直流抵抗によるロスが減った分、DC-DCの動作が軽くなっているはずなんですが、念のため確認しておきました。 以前にDC-DCのコイルを変えてだいぶ改善されたのですが、その時で、スイッチングトランジスタ部分のデューティが4.8%程度、ONのパルス幅が3.245μS程度だったのですが、今回の改善で変わっているのでしょうか?

 結果は以下の通りで、ほんの僅か軽い動作になっているようです。 PICが32MHzの動作で、パルス幅制御のクロックは8MHz(=125nS)になっていますので、平均値で1クロック分ほどパルス幅が狭くなっている勘定ですね。 その分、動作が軽くなっているはずです。

120718_pmt_proj_274.jpg

 次にヘッドアンプで処理されるパルス幅を変えて動作がどのようになるか見てみました。 これは、現在サウンドアダプタのサンプルクロックを、最大の192kHzにして、サンプルで起こる問題を回避しているのですが、やっぱり、やや特殊なサンプルクロックですので、出来れば96kHzないしは48kHzのサンプルクロックで動作させたいと思っています。 その時の、この信号のパルス幅はどうなんだろうという事なんです。

 パルス幅の制御は単純なCRに依る積分回路ですので、パルス幅を広げていると言うより波形を鈍らせているという表現の方が近いのですが、ここの値を変えたらどうなるかというのを確かめておきます。 ただ、これ、一つのデータを取るのに8時間程も掛かるので、とにかく時間が掛かります。

 CRによる積分回路はRを固定で、Cを変えていくことにします。 まずは手持ちのCを変えた時のボルテージフォロアの出力波形(=サウンドアダプタの入力)を見ておきます。 コンデンサを繋がない時は、かなり高圧のスパイクノイズを拾っています。 このオシロでのパルス幅測定はどこを測っているのでしょうかね? Highというのは80%の所なんでしょうかね? まあ、一応順にパルス幅が拡がっていますね。 まあ、いずれにしても絶対値は別にして、相対値として見ていけば良いと思います。 コンデンサを大きくすると、波高値も下がっていきますが、なるべく同じぐらいのパルスを見つけて比較してみました。 4700pFの時だけはかなり波高値が下がってしまったので、レンジを変えています。

120718_pmt_proj_275.jpg

 さて、各CR値の時の減塩習慣の測定結果です。 時間が掛かりますが、まずは192kHzの結果です。 横軸がずれていくのは波高値が変わっていくからで、ここは最終的なCR定数を決めたら調整することにします。 今は、パルス幅を変えた時にちゃんとパルスとして捉えられているかどうかを見ていくことで、有効カウント数というのを見ていくことにします。 このサンプリング周波数ですとコンデンサをゼロにしても、すなわち、初段のIV変換回路で決まるパルス幅でも充分機能していますね。 大体、有効カウント数で14万カウント前半辺りですね。 コンデンサを1000pFぐらいにすると、少し低下しています。 更に4700pF辺りにすると、かなり減ってしまいますので、ここまで大きな値は使えないみたいですね。

120718_pmt_proj_276.jpg
120718_pmt_proj_277.jpg

 サンプリングクロックが192kHzならば、10kΩと470pF辺りが都合が良さそうですが、他のサンプリングクロックではどうなるのでしょうか? 96kHzの測定はこれからです。 48kHzの測定はその先です。 果たして、どうなる事やら?
コメント
この記事へのコメント
Re: 最適化
コメントありがとうございます。
只今、サンプリングクロック96kHzのデータを取っていますが、やっぱり、サンプリングクロックが低くなって
来ると、色々問題が出そうです。いずれ、纏めて報告しますが、やっぱりサンプル&ホールド回路が有った方が
良いのかもしれません。 なるべく信号処理をせずに、生のデータに手を加えない方が良いと思ったのですが
低いサンプリングクロックでは無理かも?
2012/07/19(木) 14:01 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
最適化
このCは次のADCへの重要な要素ですので、サンプリング周波数に対する最適値として、スイッチで切り替えられるようにした方がいいのかもしれませんね。レベルも変化してしまうので、R//Cの組の切り替えですね。そんな気がします。
2012/07/19(木) 12:09 | URL | utsunomia #-[編集]
了解です。
10kΩ・4700pFで無効カウントが極端に減っているのも一番良いと思った理由です。
2012/07/18(水) 23:26 | URL | Hiroshi #-[編集]
Re: タイトルなし
Hiroshiさん、こんばんは。

10kΩ・4700pFの時にピークカウントが増えている様に見えますが、これは、波高値が下がったことにより
相対的にbin当たりのカバーするエネルギー範囲が拡がったのでカウント数が上がったのだと思います。
波高値が下がった分ゲインを上げてやれば、同じbin当たりのエネルギー範囲でプロットできると思いますが
試験的な測定なのでそこまでやる必要は無いと思いました。

パルスをちゃんと捉えて居れば、総カウント数は変わらないと思います。別の言い方をすれば、プロットで
囲まれている面積は変わらないと思います。 更に別の言い方をすれば、一旦、シンチレータから検出器
(この場合はPMT)に光が入った後は、信号処理によって、この総面積が下がることは有っても、上がることは
無いのではと思います。

今、調査しているのは、この、下がらない範囲はどこまでなのかと言うことを調べていることになると思い
ます。 サンプリング周波数を下げていった時に、この面積が下がらない条件で測定できる定数を決めれる
かどうかですね。

カウントのピーク値については、いずれ、横軸方向のゲイン(分解能)を設定し直せば、ある意味、どうに
でもなると思っていますので、後回しにしています。
2012/07/18(水) 22:03 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
10kΩ・4700pFが一番よさそうに見えますが。
K40のピークと思われる所で70カウントくらい計測されています。
2012/07/18(水) 17:41 | URL | Hiroshi #-[編集]
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