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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55
 こちらの続きです。 いやあ、時間が掛かりますねぇ。

 192kHzサンプリングクロックに続けて、96kHzサンプリングクロックの動作がやっと確認できました。



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。


 こちらで、サンプリングクロック192kHzの場合の動作を確認しましたが、同じCRの系列で特性を確認してみました。 と言うより、これしかコンデンサの手持ちが無いのですが、容量の大きな辺りをもう少し細かく確認した方が良いかもしれません。 サンプリングクロックが192kHzの場合、約5.2μSごとのサンプルですので、ちょうど良いコンデンサの範囲だったかもしれませんが、96kHz/48kHzとなると、10.4/20.8μSごとのサンプルですので、パルス幅の広い部分をもう少し詳しく測れる様な工夫が必要かもしれません。

 エネルギースペクトルの形状を単独で見てみると、それなりの形状が出ている様に見えますが、こちらのパルス波形の広がり具合の画像と、エネルギースペクトルの画像と比べながら見てみると、いくつか相違点が見られます。

・有効カウント数は、ほぼ192kHzの時と同じで変わらない。
 →有効パルスの読み落としは無さそう。 192kHzでカウントした物は96kHzでもカウント出来て居るみたい。

・CRが10kΩ・0pF、10kΩ・220pF、10kΩ・470pF辺りまでは、エネルギースペクトルの右側への広がりが無く
 なって、ほぼ同じ領域までの広がりになっている。
 →パルスの読み落としは無さそうだが、パルスのピークの波高値は読み取れて無さそう。 全般的に波高値
  を低めに読み取って居るみたい。

・CRが10kΩ・1000pF、10kΩ・4700pFでは、192kHzの場合とほぼ同じエネルギースペクトルの広がり、
 カウント値の高さになっている。
 →これぐらいまで、パルス幅を広げると、パルスのピークの波高値の読み取りも、192kHzの場合と同じ程度に
  読み取れて居るみたい。

・CRが10kΩ・4700pFでは、192kHzの場合と同じ程度に有効カウント数が減少している。
 →パルス幅が拡がる(波形が鈍る)と同時に波高値が下がって、低レベルのパルスがスレッショールド以下に
  なり、大幅に減少しているみたい。

120720_pmt_proj_278.jpg
120720_pmt_proj_279.jpg

 CRが10kΩ・1000pFの時のパルス幅の拡がり具合、鈍り具合を見ると、ほぼ、96kHzのサンプリングクロックとコンパラぐらいになっているので、まあ、納得できる結果ですね。 これぐらいからですと、サンプリングしたパルス波形と標準波形の相関が取れて、ピーク値もそこそこ正確に計算出来るみたいですね。

 やっぱり、この辺りのCRの定数をもう少し詳しくした方が良さそうです。 特に48kHzのサンプリングの場合は、この辺りがキーみたいですね。 それから、かなり波形が鈍って波高値も下がってきているので、波高値を補正する処理を入れた方が良いかもしれません。 あるいは、波形は乱れますが、やっぱり、本格的なサンプルホールドを入れて、波高値だけに注目した方が良いのかもしれません。
コメント
この記事へのコメント
Re: タイトルなし
Hiroshiさん、おはようございます。

そうですか、ずいぶん、高抵抗を使われているのですね。
2012/07/22(日) 10:10 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
PIN PDは信号レベルが非常に小さいので、ゲインをかせぐためOPアンプの帰還抵抗は100MΩ~1GΩくらいにします。そうするとストレーキャパシタで必然的にパルス幅が100μs以上になり、サウンドカードで扱うのに都合の良いパルス幅になってます。
2012/07/22(日) 00:21 | URL | Hiroshi #-[編集]
Re: タイトルなし
Hiroshiさん、こんばんは。
情報ありがとうございます。
結構長めですね。
2012/07/21(土) 21:21 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
このくらいのサイズのPMTとシンチレータであれば、パルス幅を100~200μsとして、まともなサウンドカードを使えば48kHzサンプリングで実用十分だと思います。
2012/07/21(土) 00:47 | URL | Hiroshi #-[編集]
Re: 悩ましい
ラジオペンチさん、こんばんは。

そうですねぇ~、普通だと満足しているレベルですねぇ~。
ただ今回のは、安価で再現性の高い方法をと言うことを課題にしていますので、少し調べています。

ラジオペンチさんに言われて、もう一度考えてみたら、案外、無理して、48kHzや96kHzのサウンドアダプタを使える条件を探したり、その為にまた、面倒な回路を追加するよりも、素直に192kHzの使えるサウンドアダプタを使った方が、結局、再現性が高く、なんだかんだと行っても安価に出来てしまうのかもと考え直したりしています。

ところで、サンプルホールドというのは表現が間違っていたのかもしれません。 サンプルホールドというのが、クロックに基づいたサンプルのみを表しているのなら、間違っていましたね。 ピークホールド&リリースという方が近いですね。 アタック時間が短く、ホールド時間がサンプリングクロックよりも大きな回路と言うのを考えています。 この出力を遅いサンプルクロックのA/D変換(サンプルホールドと言っても良いですが)で捉えるという考えです。 捉えた波形はおそらく矩形波状になると思うのですが、波形分析アプリの標準波形にこれを登録すればどうなるかと言うところが知りたいですね。

仰る様に、チャージ用のコンデンサはなるべく小さく、駆動する方は低インピーダンスで高速駆動できるアンプが必要ですし、受けのアンプは高インピーダンスのアンプと言うことになります。 また、ディスチャージの回路も重要なところです。 実際に試したことは有りませんが、アプリケーションノートなどにサンプル回路は出ていますし、そこそこ行けるかなと思っています。

ただ、先ほども言いました様に、苦労した割には、余り芳しくないと言うことであれば、変なことをやらずに、最初から、192kHzでやって居れば問題ないじゃん、と言うことになりかねません。 悩ましいところです。
2012/07/20(金) 23:25 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
悩ましい
今晩は、私ならもう満足しているレベルだと思うのですが、ひたすら追求する姿はすごいなーと思って拝見してます。

ちょっと理解できてない部分があるので、以下は独り言です。

サンプルホールドという単語が出てくるけど、単純に一定間隔のクロックで時間軸を離散化?でもあまり意味が無いなー。
だとすると、パルスの先頭でトリガして一定時間内をピークホールド?でも正確なトリガがかからないとムチャクチャになる。
となると、以前にパルスストレッチャーという言葉が出てたので、ピークホールド回路のキャパシタに放電抵抗入れてパルスを引き伸ばす?

たぶん最後の方法かなー。
でも受信機のSメータみたいに目で追える速度ならともかく、立ち上がりが1μSくらいのパルスに正確に追従させるにはかなり高速なオペアンプじゃないと難しいし、配線とか部品もちゃんとしないと苦しそう。

検出ソフトにひっかかり易い波形を作るくらいなら、いっそのこと回路でパルス検出して、ピークホールド。その値をソフトからをADCで読む。うーんでもその後始末が大変か。

悩ましいけど、こんな発想の斜め上を考えてらっしゃるのかな。
2012/07/20(金) 21:54 | URL | ラジオペンチ #-[編集]
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