Forum

Hallo

ich habe eine Schaltung entsprechend dem beiliegendem Beispiel aufgebaut. Es handelt sich dabei um einen Gammastrahlungssenor mittels "Fotodiode". In der Datei stehen auch die Spannungen, welche ich statisch an den OPV Pins messen kann. Grundsätzlich verstehe ich die Funktionsweise aber es funktioniert einfach nicht...es gibt keine Pulse am Ausgang. Das kann daran liegen, dass ich keine Gammastrahlungsquelle parat habe. Auf der Herstellerseite des X100-7 Firstsensor wird jedoch behauptet, dass die normale Grundstrahlung genügt.
Weiterhin ist mir die Spannung am PIN 2 unklar.
Sollte diese nicht auch bei 3,76V liegen? Selbst wenn ich die Diode abklemme und PIn2 somit nur an dem 10Mohm R hängt bleibt die Spannung bei 1,4V? Wenn ich einen 1Mohm einbaue geht sie auf 3,7V. Schaltungsfehler kann ich praktisch ausschliesen? Vielen Dank für neue Denkanstöße!

Gruß

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141121164946.pdf

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141121170821.pdf

Hallo,
Viel kann man Deinen Angaben nicht entnehmen, aber:
1) Je nach Gegend und natürlich abhängig von der Messeinrichtung ist die natürliche Gammastrahlung vorhanden, aber niedrig. Also einige Counts/Minute. Und wie misst Du die? Ich kenne den Detektor nicht - aber könnte mir vorstellen, dass die Impulsdauer im µs-Bereich liegt. Also möglicherweise ein Fall für ein Oszi mit guter Nachleuchtdauer oder eben ein Speicher-Oszi. Sonst eben gute Triggerung eines Zählers etc.
2) Die Schaltung sieht eine Ladungsverstärker vor. Wie mißt Du da an den Eingängen? Da wird jedes Multimeter die Messwerte erheblich beeinflussen (ok, ich habe mir jetzt das Datenblatt des ICs nicht angesehen - aber das habe ich so bei schneller Sichtung Deines Bildes interpretiert.)
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» Viel kann man Deinen Angaben nicht entnehmen, aber:
» 1) Je nach Gegend und natürlich abhängig von der Messeinrichtung ist die
» natürliche Gammastrahlung vorhanden, aber niedrig. Also einige
» Counts/Minute. Und wie misst Du die? Ich kenne den Detektor nicht - aber
» könnte mir vorstellen, dass die Impulsdauer im µs-Bereich liegt. Also
» möglicherweise ein Fall für ein Oszi mit guter Nachleuchtdauer oder eben
» ein Speicher-Oszi. Sonst eben gute Triggerung eines Zählers etc.
» 2) Die Schaltung sieht eine Ladungsverstärker vor. Wie mißt Du da an den
» Eingängen? Da wird jedes Multimeter die Messwerte erheblich beeinflussen
» (ok, ich habe mir jetzt das Datenblatt des ICs nicht angesehen - aber das
» habe ich so bei schneller Sichtung Deines Bildes interpretiert.)
» Grüsse
» Hartwig

Die erste Verstärkerstufe ist doch eigentlich nichts anderes als ein Transimpedanzwandler? Müsste da nicht der Eingang 2 und 3 bei abgetrennter Fotodiode den gleich Spannungswert anzeigen? Ich messe mit einem guten Oszi.
Ich glaube fast, der Rückkoppelwiderstand von 10Mohm ist ein Tick zu groß?
Den Rest der Fragen, was ich überhaupt zu erwarten habe als Messwert wüsste ich auch gern. Der Hersteller schreibt was von Pulse aber ohne nähere Angaben...
Er zeigt aber Beispiele, wo einfache Zähler dran hängen.
Stimmt aber...eventuell sind ganz kurze Pulse zu erwarten??? Guter Tipp!

Hallo,
klar, das ist ein Transimpedanzwandler - mit 10m liegen die zu erwartenden STröme im oberen nA-Bereich - das könnte schon passen. Aber das sagt auch etwas, wie empfindlich der Verstärker auf kleinste Ströme reagiert. Wenn man dort misst, muss man sehr genau wissen, was man macht. Oszi - mit Tastkopf? Grundsätzlich ist Deine Idee der gleichen Spannungen am Eingang richtig. Was agt der Ausgang denn? der müsste bei dem Signal ja in der Sättigung hängen????
Grüsse
HArtwig

» Hallo
»
» ich habe eine Schaltung entsprechend dem beiliegendem Beispiel aufgebaut.
» Es handelt sich dabei um einen Gammastrahlungssenor mittels "Fotodiode". In
» der Datei stehen auch die Spannungen, welche ich statisch an den OPV Pins
» messen kann. Grundsätzlich verstehe ich die Funktionsweise aber es
» funktioniert einfach nicht...es gibt keine Pulse am Ausgang. Das kann daran
» liegen, dass ich keine Gammastrahlungsquelle parat habe. Auf der
» Herstellerseite des X100-7 Firstsensor wird jedoch behauptet, dass die
» normale Grundstrahlung genügt.
» Weiterhin ist mir die Spannung am PIN 2 unklar.
» Sollte diese nicht auch bei 3,76V liegen? Selbst wenn ich die Diode
» abklemme und PIn2 somit nur an dem 10Mohm R hängt bleibt die Spannung bei
» 1,4V? Wenn ich einen 1Mohm einbaue geht sie auf 3,7V. Schaltungsfehler kann
» ich praktisch ausschliesen? Vielen Dank für neue Denkanstöße!
»
» Gruß
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Die eingetragenen Spannungen sind nachzumessen.
Dazu ist ein sehr hochohmiges Voltmeter zu verwenden.
Besonders an Pin 2 (blau)
Wenn alles richtig aufgebaut ist, dann müsste es funktionieren.
Sind die Bauteile an den richtigen Anschlüssen?
+ und - Anschlüsse der OPs nicht vertauscht ?

»

Diese stark ungleichen Spannungen an den beiden Eingängen von OP1 können auch davon kommen, wenn diese Schaltung parasitär hochfrequent oszilliert.

Das könnte davon kommen, weil die Anode der Fotodiode über eine nicht sehr kurze Leitung mit dem invertierenden Eingang verbunden ist.

Es könnte aber auch oszillieren, wenn die Fotodiode ganz nah mit dem invertierenden Eingang verbunden ist. In diesem Fall sorgt alleine die Anoden/Kathoden-Kapazität für diese Instabilität.

Wenn das so stimmt, dann zwischen Fotodiode und invertierenden Eingang ein Widerstand im kOhm-Bereich schalten. Das muss man real ausprobieren und nicht nur simulieren. Dieser Widerstand so nahe an den invertierenden Eingang löten. Ein solcher Widerstand hat eine dämpfende Wirkung.

Auch bei einer Versuchsschaltung ist hier ein sauberer Aufbau wichtig. Ein Steckboard eignet sich wegen viel zu hohen Streukapazitäten nicht.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo
»
» ich habe eine Schaltung entsprechend dem beiliegendem Beispiel aufgebaut.
» Es handelt sich dabei um einen Gammastrahlungssenor mittels "Fotodiode". In
» der Datei stehen auch die Spannungen, welche ich statisch an den OPV Pins
» messen kann. Grundsätzlich verstehe ich die Funktionsweise aber es
» funktioniert einfach nicht...es gibt keine Pulse am Ausgang. Das kann daran
» liegen, dass ich keine Gammastrahlungsquelle parat habe. Auf der
» Herstellerseite des X100-7 Firstsensor wird jedoch behauptet, dass die
» normale Grundstrahlung genügt.
» Weiterhin ist mir die Spannung am PIN 2 unklar.
» Sollte diese nicht auch bei 3,76V liegen? Selbst wenn ich die Diode
» abklemme und PIn2 somit nur an dem 10Mohm R hängt bleibt die Spannung bei
» 1,4V? Wenn ich einen 1Mohm einbaue geht sie auf 3,7V. Schaltungsfehler kann
» ich praktisch ausschliesen? Vielen Dank für neue Denkanstöße!
»
» Gruß
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» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141121170821.pdf

Was hast du denn für eine "Fotodiode" genommen? Ich vermute mal, dass der Sperrstrom der Diode den OP schon voll aussteuert.

Wenn du mehr wissen möchtest über "Strahlenmessung mit BPW34" dann guck mal hier:

http://www.elektronik-labor.de/Projekte/Alpha.html

Besonders interessant ist auch dieser dort verlinkte Artikel aus einer alten 'Funkschau':
http://www.elektronik-labor.de/Projekte/FS1/Funkschau1.html

Gruß Andi

217.81.xxx.33

» Was hast du denn für eine "Fotodiode" genommen? Ich vermute mal, dass der
» Sperrstrom der Diode den OP schon voll aussteuert.

Das ist sehr leicht moeglich, wenn diese Fotodiode nicht im Dunkel steckt. Mit Dämmerlicht ist der Strom in etwa schon etwa so gross, dass ein Widerstand von weniger als 5M-Ohm auf einige bis 10 Volt kommen kann. Erfahrungswert mit der LS4000, die es schon sehr lange nicht mehr gibt. Die Steinzeit lässt grüssen :



Es geht hier um einen Dämmerlichtschalter. Bei etwa 2.5 M-Ohm beträgt die Spannung Uv etwa 6 VDC (= Ur).

Quelle:

"Der Weihnachts LED-Stern mit 36 Leuchtdioden"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/wstern.htm

--
Gruss
Thomas

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Hallo Thomas,

»
» Wenn das so stimmt, dann zwischen Fotodiode und invertierenden Eingang ein
» Widerstand im kOhm-Bereich schalten. Das muss man real ausprobieren und
» nicht nur simulieren. Dieser Widerstand so nahe an den invertierenden
» Eingang löten. Ein solcher Widerstand hat eine dämpfende Wirkung.
»
» Auch bei einer Versuchsschaltung ist hier ein sauberer Aufbau wichtig. Ein
» Steckboard eignet sich wegen viel zu hohen Streukapazitäten nicht.



evtl. sollte man auch einen guard ring vorsehen. (Für den Thread-Starter: National Datenblatt des LMC662, Seite 9.)
- oder ist das noch "niederohmig" ???

Grüsse
Hartwig

Hallo Hartwig und Hanne,

» » Wenn das so stimmt, dann zwischen Fotodiode und invertierenden Eingang
» ein
» » Widerstand im kOhm-Bereich schalten. Das muss man real ausprobieren und
» » nicht nur simulieren. Dieser Widerstand so nahe an den invertierenden
» » Eingang löten. Ein solcher Widerstand hat eine dämpfende Wirkung.
» »
» » Auch bei einer Versuchsschaltung ist hier ein sauberer Aufbau wichtig.
» Ein
» » Steckboard eignet sich wegen viel zu hohen Streukapazitäten nicht.



» evtl. sollte man auch einen guard ring vorsehen.
» - oder ist das noch "niederohmig" ???

Es ist ja schon saublöd, dass man es immer wieder schafft, Schemata zu zeichnen ohne Bauteilnummern wie R1,C4, D2 etc. Das würde die Diskussion wesentlich vereinfachen.

Wenn der 10µ-Kond. parallel mit 47k-R ein Elko ist, dann muss parallel dazu ein 100n-Kerko hin, um dieses Netzwerk niederimpedant zu halten. Diese Referenzspannung ist mit Pin3 beschaltet. Wenn die Zuleitung vom DC-Bias-Netzwerk kurz ist, könnte man den Guardring um Pin 2 und mit Pin 3 verbinden. Dadurch hat man zwischen OUT_A und -IN_A eine *gewisse* Trennung durch etwas Abschirmung - vorsichtig zurückhaltend formuliert.

Wenn man schon beim Entwurf eines Versuchsprintes ist, kann man diesen Guard-Ring gleich entwerfen. Dabei würde ich noch nicht den Guardring fix mit GND verbinden, weil man kann gerade so gut (vielleicht) den Guardring mit Pin 3 verbinden, der dann (fast) grad so gut niederimpedant ist, wie GND direkt.

Ich benutze hier absichtlich nicht 'niederohmig' sondern 'niederimpedant', weil man es mit Stabilitätsproblemen mit höheren Frequenzen zu tun hat.

Zwischen Pin 1 und 2 hat es einen C = 2 pF im Schema. Das ist so wenig, dass man damit rechnen muss, dass ohne Guardring dazwischen diese winzige Kapazität bereits erreicht oder überschritten wird.
Siehe "(a) Inverting Amplifier" auf Seite 8.

Diese 2 pF sollen ja die parasitäre Kapazität zwischen Pin2 und GND kompensieren. Naja...

So viel meine Überlegungen dazu...

» (Für den Thread-Starter: National Datenblatt des LMC662, Seite 9.)

In diesem NSC-Datenblatt ist es auf den Seiten 7 und 8:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS009763.PDF

--
Gruss
Thomas

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Hallo Thomas,

»
» Es ist ja schon saublöd, dass man es immer wieder schafft, Schemata zu
» zeichnen ohne Bauteilnummern wie R1,C4, D2 etc. Das würde die Diskussion
» wesentlich vereinfachen.

Du bist aber anspruchsvoll!!!
»
» Wenn der 10µ-Kond. parallel mit 47k-R ein Elko ist, dann muss parallel dazu
» ein 100n-Kerko hin, um dieses Netzwerk niederimpedant zu halten. Diese
» Referenzspannung ist mit Pin3 beschaltet. Wenn die Zuleitung vom
» DC-Bias-Netzwerk kurz ist, könnte man den Guardring um Pin 2 und mit Pin 3
» verbinden. Dadurch hat man zwischen OUT_A und -IN_A eine *gewisse* Trennung
» durch etwas Abschirmung - vorsichtig zurückhaltend formuliert.
»
OK, ich dachte eher an Kriechströme. Bei einer neuen Platine evtl. gering. Aber wenn man sowas schon aufbaut, sollte das gleich vernünftig sein - wie Du das hier ja auch sagst:
» Wenn man schon beim Entwurf eines Versuchsprintes ist, kann man diesen
» Guard-Ring gleich entwerfen. Dabei würde ich noch nicht den Guardring fix
» mit GND verbinden, weil man kann gerade so gut (vielleicht) den Guardring
» mit Pin 3 verbinden, der dann (fast) grad so gut niederimpedant ist, wie
» GND direkt.
»
» Ich benutze hier absichtlich nicht 'niederohmig' sondern 'niederimpedant',
» weil man es mit Stabilitätsproblemen mit höheren Frequenzen zu tun hat.

Das etwa war der Grund für meine Frage und daher auch die "Appostroffs" bei niedrohmig.
»
» Zwischen Pin 1 und 2 hat es einen C = 2 pF im Schema. Das ist so wenig,
» dass man damit rechnen muss, dass ohne Guardring dazwischen diese winzige
» Kapazität bereits erreicht oder überschritten wird.
» Siehe "(a) Inverting Amplifier" auf Seite 8.
»
» Diese 2 pF sollen ja die parasitäre Kapazität zwischen Pin2 und GND
» kompensieren. Naja...
»
» So viel meine Überlegungen dazu...

Wäre ja mal interessant zu erfahren, wie sich das Projekt weiter entwickelt....

Grüsse
Hartwig
»

Hallo Hanne,

Es besteht hier das Interesse zu erfahren, wie es mit Deinem Projekt weitergeht. Hartwig, ich und vielleicht noch andere. Einfach gelegentlich...

Siehe hier den letzten Satz von Hartwig:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=214178&page=0&orde%0A+r=time&descasc=desc&category=all

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » Hallo
» »
» » ich habe eine Schaltung entsprechend dem beiliegendem Beispiel
» aufgebaut.
» » Es handelt sich dabei um einen Gammastrahlungssenor mittels "Fotodiode".
» In
» » der Datei stehen auch die Spannungen, welche ich statisch an den OPV
» Pins
» » messen kann. Grundsätzlich verstehe ich die Funktionsweise aber es
» » funktioniert einfach nicht...es gibt keine Pulse am Ausgang. Das kann
» daran
» » liegen, dass ich keine Gammastrahlungsquelle parat habe. Auf der
» » Herstellerseite des X100-7 Firstsensor wird jedoch behauptet, dass die
» » normale Grundstrahlung genügt.
» » Weiterhin ist mir die Spannung am PIN 2 unklar.
» » Sollte diese nicht auch bei 3,76V liegen? Selbst wenn ich die Diode
» » abklemme und PIn2 somit nur an dem 10Mohm R hängt bleibt die Spannung
» bei
» » 1,4V? Wenn ich einen 1Mohm einbaue geht sie auf 3,7V. Schaltungsfehler
» kann
» » ich praktisch ausschliesen? Vielen Dank für neue Denkanstöße!
» »
» » Gruß
» »
» » http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141121164946.pdf
» »
» » http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141121170821.pdf
»
» Was hast du denn für eine "Fotodiode" genommen? Ich vermute mal, dass der
» Sperrstrom der Diode den OP schon voll aussteuert.
»
» Wenn du mehr wissen möchtest über "Strahlenmessung mit BPW34" dann guck mal
» hier:
»
» http://www.elektronik-labor.de/Projekte/Alpha.html
»
» Besonders interessant ist auch dieser dort verlinkte Artikel aus einer
» alten 'Funkschau':
» http://www.elektronik-labor.de/Projekte/FS1/Funkschau1.html
»
» Gruß Andi
»
» 217.81.xxx.33

Ich habe grad festgestellt das X100-7 ja die Typenbezeichnung der Fotodiode ist und "First Sensor" der Hersteller. Muss ja 'nem Doofen erstmal gesagt werden.

http://www.marubun.co.jp/product/measurement/sensor/8ids6e000000k1lh-att/X100-7THD.pdf

Lt. des Datenblatts hat diese PIN-Diode einen Dunkelstrom von 10nA. Ich will jetzt nicht erst noch das Datenblatt des OPAmps durchforsten, aber dieser Dunkelstrom könnte ausreichen um ihn schon ein wenig auszusteuern. Das kannst du aber feststellen, wenn du den Sensor abklemmst und am Ausgang des OP misst. Möglichst mit einem Oszilloskop, dann kannst du auch etwaiges wildes Schwingen feststellen.

Gruß Andi

217.81.xxx.29

Hallo

erstmal vielen Dank für die ganzen Hinweise.
Jetzt war ja erstmal Wochenende aber jetzt greife ich wieder an.

Ich glaube, dass ich einen grundsätzlichen Fehler auf meiner Platine habe. Da an dem negativen Eingang der ersten Verstärkerstufe keine 3,8V messbar sind (Hochohmiges Oszi), selbst wenn ich den X100-7 abgeklemmt habe. Bei einem Rückkoppelwiederstand von 1MOhm verhält es sich wie eine OPV Schaltung. Ich habe schon immer Verständnisprobleme mit OPV Schaltungen, welche keine +/- Betriebsspannung haben.
Der Guardring ist ein guter Hinweis, dass hatte ich vergessen. Grundsätzlich weiß ich auch nicht, welche Signale mich erwarten bzw. nach was ich im Oszibild suchen muss. Kurze Pulse oder doch länger...?
Ich werde mir daher nur mal den charge amplifier aufbauen und in diesem Aufbau probieren.

Anbei noch mein EAGLE Layout...eventuell sieht jemand was?

Gruß & Dank

» Anbei noch mein EAGLE Layout...eventuell sieht jemand was?

Das hast Du vergessen.

--
Gruss
Thomas

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» » Anbei noch mein EAGLE Layout...eventuell sieht jemand was?
»
» Das hast Du vergessen.

ne das hat irgendwie nicht geklappt?


http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20141124103937.zip