Ich bekomme aus einer Photodioden-Zeile 128 Pulse obiger Form. Aktuell wandle ich die mit einem TIA und versuche den Peak mit einem AD-Wandler zu messen. Durch Jitter ist das nicht sehr genau den Peak zu treffen. Ich würde gern den Photodioden-Strom über den markierten Bereich (5-10µsec) integrieren. Früher(tm) hätte man da einen IVC102 verwendet, aber der ist nun 25 Jahre alt. Slew rate und Reset rate sind für die Anwendung sehr grenzwertig. Input Bias und Offset Voltage passen eigentlich. Die +/-15V Versorgung sind etwas unschön, aber würden zur Not gehen. Ist der IVC102 noch zeitgemäß, oder gibt es inzwischen Moderneres, eventuell mit +5V unipolarer Versorgung? +5V wären ideal, weil die Diodenzeile auch 5V benötigt.
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Ich habe bisher einmal den https://www.ti.com/lit/ds/symlink/acf2101.pdf verwendet, siehe Beitrag "Gated Integrator Negative Spannung erfassen." . War aber auch zu langsam.
Ulf schrieb: > versuche den Peak mit einem AD-Wandler zu messen. Am Anfang des Peaks gibt es doch immer diese harte Flanke. Wie wäre es, diese Flanke als Trigger für... a) ein Sample-and-hold b) einen Monoflop-gesteuerten Integrator ...herzunehmen? a) Der Sample-and-Hold muss nur den Peak genau treffen. Wandeln kannst du in den darauffolgenden 17μsec ganz gemütlich. b) Roll your own... Der Peak triggert ein Monoflop, welches bei Monozeit-Ablauf 15μsec ein zweites Monoflop 1..3μsec triggert. Mit dem kurzen Monoflop wird der Integrator geleert. Den Integrator kannst du konventionell aufbauen. Sampeln musst du dann 10...12μsec nach dem Peak-Trigger, damit das Ergebnis passt und du nicht ins Entladen rein sampelst. Ja, ist beides irgendwie aufwändig... mfg mf
Achim M. schrieb: > Am Anfang des Peaks gibt es doch immer diese harte Flanke. ... > a) Der Sample-and-Hold muss nur den Peak genau treffen. Wandeln kannst > du in den darauffolgenden 17μsec ganz gemütlich. Ja, aber die Integration startet doch erst nach Detektion der Flanke. Je nachdem wie lang die Verzögerung zw. Peak-Erkennung und Start der Integration ist, kann ein (erheblicher) Teil des Signal verloren gehen. Wenn die Pulse mit einer konstanten Frequenz kommen, könnte man da nicht besser die Integration starten, "kurz" nachdem der vorherige Puls auf ca. 10% des Maximums abgeklungen ist. D.h. im Bild oben den blauen Integrationsbereich etwas nach links erweitern oder verschieben. Vor jedem Peak scheint jeweils ein kleiner Minipuls zu kommen. Der ist zum Triggern aber vermutlich zu klein.
Noch ein Problem mit beidem wäre die Erfassung des ersten Peaks. Andererseits kennt man das Triggerlevel und die Anstiegsgeschwindigkeit des Pulses. Moment, die variieren doch in Spannung-Zeit-Fläche. Gibt es ein Taktsignal, was das Rausschieben des Eimerkettenspeichers steuert? Alexander S. schrieb: > Vor jedem Peak scheint jeweils ein kleiner Minipuls zu kommen. Der ist > zum Triggern aber vermutlich zu klein. Ich vermute, der ist parasitär durch die Taktung des Eimerkettenspeichers bedingt. mfg mf
Eigentlich willst du ja die Peaks messen und die Integration ist nur eine Krücke, weil der ADC nicht schnell genug sampelt, oder? Wie wäre es mit einem Peak-Hold-Detektor? Ideale Diode (Präzisionsgleichrichter) und Kondensator zum speichern, Mosfet parallel zum Kondensator zum Zurücksetzen.
Wieviele Samples hast du in den 5us? Sind das die 128? Welche Hardware steht zur Verfügung? Ein AD für einen Zeilen-Sensor kann das ohne Jitter synchron zum Sensortakt einlesen. Rest ist Software.
Markus E. schrieb: > Eigentlich willst du ja die Peaks messen und die Integration ist nur > eine Krücke, weil der ADC nicht schnell genug sampelt, oder? Ulf schrieb: > Ich bekomme aus einer Photodioden-Zeile 128 Pulse obiger Form. Das ist die Frage. Das Integral unter dem Strom ist vermutlich proportional zur Lichtenergie. Aber mit einem schnellen ADC könnte man das numerisch integrieren. Quasi einen gleitenden Mittelwert rechnen und davon dann die Maxima nahmen.
Gustl B. schrieb: > Ich habe bisher einmal den https://www.ti.com/lit/ds/symlink/acf2101.pdf > verwendet Den hab ich auch schon gefunden, aber der ist ja noch älter. Wir verwenden ja auch keine 741 mehr... ;-) Wenn ihr sagt, der IVC102 ist noch state of the art und es gab in den letzten 20 Jahren nix Neueres in dem Bereich - dann versuch ichs mit dem. Achim M. schrieb: > Am Anfang des Peaks gibt es doch immer diese harte Flanke. Wie wäre es, > diese Flanke als Trigger für... Ähm nein, nur wenn da auch Licht ist. Der Puls kann auch sehr flach oder nicht vorhanden sein. Aaaber: Ich weiß ja ganz gut, wann der Puls beginnt, weil ich den selbst auslöse. Nur kann sich ja nach Lichtintensität - siehe unten - der Peak verschieben und deswegen ist es schwer den zu treffen. Alexander S. schrieb: > aber die Integration startet doch erst nach Detektion der Flanke. Die Integration kann ich genau mit dem Takt starten, und 200nsec Verzögerung des IVC sollten ausreichend sein. > Vor jedem Peak scheint jeweils ein kleiner Minipuls zu kommen. Der ist > zum Triggern aber vermutlich zu klein. Das sind Störungen durch den Takt mit dem ich die Diodenzeile "schiebe". Momentan noch Breadboard, mit einer ordentlichen Leiterplatte fallen die hoffentlich weg. Markus E. schrieb: > Eigentlich willst du ja die Peaks messen und die Integration ist nur > eine Krücke, weil der ADC nicht schnell genug sampelt, oder? > Wie wäre es mit einem Peak-Hold-Detektor? Jain. Siehe unten. Ein Peakdetekt wäre auch möglich, aber momentan habe ich 1 TIA für die Photodioden 1 TIA für die "Dummydioden", zur Kompensation von Störungen 1 Differenzverstärker dazu käme noch 1 ideale Diode 1 Pufferverstärker Dagegen steht ein IVC an den ich direkt den OPV hängen kann. Gustl B. schrieb: > Das ist die Frage. Das Integral unter dem Strom ist vermutlich > proportional zur Lichtenergie. So, hier ist jetzt Unten: Ja, genaugenommen wird nicht der Strom, sondern die Ladung die eine Photodiode seit dem letzten Auslesen in der eigenen Diodenkapazität angesammelt hat gemessen. Daher ist die Spannung leider auch nicht linear zum Signal, besser wäre es den Peak zu integrieren. Da der Peak so größenordnungmäßig 3-5 µsec lang ist würde ich den nicht noch aufteilen, sondern als Ganzes integrieren und einmal messen wollen. Hamamatsu (https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/nmos_kmpd9001e.pdf) empfiehlt dabei entweder Spannungswandlung (Fig3-8) oder Stromintegration (Fig 3-10).
Ulf schrieb: > Gustl B. schrieb: >> Ich habe bisher einmal den https://www.ti.com/lit/ds/symlink/acf2101.pdf >> verwendet > > Den hab ich auch schon gefunden, aber der ist ja noch älter. Wir > verwenden ja auch keine 741 mehr... ;-) > > Wenn ihr sagt, der IVC102 ist noch state of the art und es gab in den > letzten 20 Jahren nix Neueres in dem Bereich - dann versuch ichs mit > dem. Naja, wenn der zwar alt aber noch gut ist, warum dann nicht nutzen? Doch klar gibt es Neueres, siehe: https://www.ti.com/data-converters/integrated-special-function/medical-afes/computer-tomography-afes/products.html Die scheinen aber alle auf dem acf2101 zu basieren. Ulf schrieb: > Da der Peak so größenordnungmäßig 3-5 µsec lang ist würde ich den nicht > noch aufteilen, sondern als Ganzes integrieren und einmal messen wollen. Nein, nicht aufteilen, aber schnell abtasten. Z. B. mit einem ADC der 25 Wandlungen je Sekunde macht. Dann hast du von jedem Impuls 75 bis 125 Abtastwerte. Und die kannst du aufsummieren. Aber das ist noch nicht richtig, wenn in jedem Abtastwert ist ja auch Untergrund oder so dabei. Daher kannst du hergehen und einen gleitenden Mittelwert bauen. Ein Ausgangswert ist dann immer, in jedem "Takt" die Summe von z. B. 128 Abtastwertengeteilt durch 128. Wenn innerhalb der letzten 128 Abtastwerte kein Puls drinnen war, dann sollte der Mittelwert er Nulllinie entsprechen. Wenn ein Puls in den Abtastwerten enthalten ist, dann ist der Mittelwert eben höher. Wie erkennt man dann Pulse? Entweder durch eine Schwelle mit Absolutwert oder durch eine Steigrate die überschritten wird. - Start, setze Maximum auf 0 - Warte bis ein (oder mehrere) Mittelwert(e) > definierte Schwelle - während der folgenden 5 us: wenn Mittelwert > Maximum: Maximum = Mittelwert - Maximum ausgeben, zurück auf Start Problematisch ist es wenn Pulse andere Pulse überlagern. Und dann musst du schnell abtasten, das sind viele Daten in wenig Zeit.
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