Stap 5: Blokdiagram
(Image legendes: (1) blokschema van detector: van de schepping van het signaal tot data-acquisitie. , (2) application note van fabrikant die het ontwerpconcept bevestigd en geholpen om te kiezen eerste component waarden., (3) snelle berekeningen voor het afstemmen van de waarde van de component. )
Functionaliteit van de verschillende modules van detector, hun bestanddelen, en de bijbehorende berekeningen.
Bij de beoordeling van de detector, de gevoeligheid (* 1) was van cruciaal belang. Een uiterst gevoelige lading voorversterker is nodig omdat een incident gamma-ray kan alleen het genereren van een paar duizend elektronen in de halfgeleider uitputting regio. Omdat ik een kleine huidige puls versterken, moet bijzondere aandacht uitgaan naar de component-selectie, zorgvuldige afscherming en layout van de printplaat.
(* 1: minimale energie worden gedeponeerd in de detector een duidelijk signaal, en de signal-to-noise verhouding te produceren.)
Op goed gekozen component waarden, ik eerst samen te vatten de vereisten, de gewenste specificaties en de beperkingen:
- Sensoren:
-Grote mogelijk registratiebereik, 1keV - 1MeV
-Lage capaciteit tot een minimum beperken van lawaai, 20pF-50pF
-Te verwaarlozen lekstroom onder omgekeerde bias.
- Versterking en discriminatie:
-Charge gevoelige voorversterkers
-Differentiator voor het vormgeven van de pols
-Comparateur voor signaal pulse wanneer boven de ingestelde drempel
-Comparateur voor lawaai uitgang wanneer binnen het interval van de drempel
-Comparateur voor kanaal toevalligheden
-Algemene drempel voor het filteren van de gebeurtenis.
- Digitale en micro-controller:
-Snel analoog-naar-digitaal convertors
-Uitvoergegevens voor verwerking en user interface.
- Macht en filteren:
-Spanningsstabilisatoren voor alle stadia
-High-Voltage supply voor het genereren van de bias macht
-Goede filtering van alle stroomverdeling.
Hierboven uiteengezette vereisten leidde me te kiezen de volgende onderdelen:
-DC Boost Converter: LM 2733
-Opladen versterkers: AD743
-Overige Op-Amps: LM393 & LM741
-DAQ/uitlezing: Arduino Nano.
En extra opgelegde specificaties omvatten:
-Operationele tarief: > 250 kHz (84 kanalen), 50 kHz (toeval)
-Resolutie: 10 bit ADC
-De bemonsteringsfrequentie: 5kHz (8 kanalen)
-Spanning: 5V Arduino, 9V op-amps, ~ 12V Biasing.
De algemene regeling en de volgorde van de bovenstaande componenten is vertegenwoordigd in het blok diagram figuur.
Berekeningen
Ik deed mijn berekeningen met waarden van de component gebruikt tijdens de testfase (Zie de derde afbeelding gekoppeld hierboven).
(*: Sommige component-waarden zijn niet hetzelfde als oorspronkelijk gepland noch dezelfde zijn als die momenteel in plaats; toch deze berekeningen leveren een begeleiding frame.)
