Étape 6: Traitement du Signal
(Figure de légendes: (1) schéma d’ensemble des étapes 1-3 d’un seul canal, y compris la diode fondant et tension diviseurs qui fournissent des références à chaque stade., (...) Circuit des sous-sections).
Je vais maintenant décrire le « flux » du signal de détection de l’un des quatre canaux d’acquisition numérique de sa création. Le seul signal d’intérêt provient des photodiodes. Ces capteurs sont biaisés, comme expliqué avant. La fourniture de polarisation est une écurie 12V qui est couru à travers un filtre passe-bas pour éliminer tout bruit indésirable/gigue de ~ f > 1Hz. À ionisation de la région de déplétion, une impulsion de charge est créée sur les broches de la diode. Ce signal est ramassé par notre première phase de l’amplification : l’accusation amplificateur (chiffre bleu clair).
Une accusation amplificateur (figure pourpre) peut être fait avec n’importe quel amplificateur opérationnel, mais faible bruit spécification est très importante. L’objectif de cette étape consiste à convertir le pouls de la charge détecté à l’entrée inversible, en une tension continue en sortie de l’ampli-op. La non inversé dans-put est filtré et affectez un diviseur de tension à un connu et choisie niveau. Cette première étape est difficile à régler, mais après de nombreux tests, nous avons opté pour un condensateur de rétroaction de 2 [pF] et une résistance de contre-réaction de 44 [MOhm], résultant en une impulsion de 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs].
Une inversion actif passe-bande filtre amplificateur (figure orange), qui agit comme un facteur de différenciation, suit l’amplificateur de charge. Ce stade filtre et convertit le niveau DC convertis, émanant de l’étape précédente en une impulsion avec un gain de 100. Le signal du détecteur brut est détecté à la sortie de cette étape.
Ensuite en ligne sont le signal et le bruit de canaux (figure verte). Ces deux sorties aller directement à l’acquisition de données aussi bien quant à la seconde PCB analogique. Les deux fonctionnent comme des comparateurs d’amplificateurs. La seule différence entre les deux est que le canal de bruit a une tension inférieure à l’entrée non inverseuse de le c' est que la chaîne de signal, et le canal du signal est également filtré pour supprimer les fréquences supérieures à l’impulsion de sortie attendue de la deuxième étape d’amplification. Un amplificateur opérationnel LM741 agit comme un comparateur à un seuil variable de la chaîne de signal, ce qui permet au détecteur d’envoyer uniquement les événements select à l’ADC/MCU de discriminer. Une résistance variable sur l’entrée non inverseuse définit le seuil de déclenchement.
Suivant est le compteur de coïncidence (figures rouges). Ici, les signaux de chaque canal sont nourris à un ampli-op agissant comme un circuit de sommation. Un seuil fixe est défini coïncidant avec deux canaux actifs. L’ampli-op sorties haute si deux, ou plus, photodiodes enregistrer un succès en même temps.
Enfin, la figure bleue est le circuit de puissance. Cependant, j’ai fait une erreur cruciale en mettant le convertisseur de DC/DC Step-up de la polarisation puissance près les amplificateurs sensibles frais sur l’amplification de PCB. Peut-être je vais corriger cela dans une version ultérieure.
