Задумался я тут на досуге соорудить для своего осцила модуль с Ethernet портом. Т.к. фирменный за 300-400 баксов покупать не хочется, решил сделать модуль по готовому проекту, отсюда. Заказал платки, разъемчики, но… но нужны были еще вставки и суппорты для платы. Т.к. своего 3D принтера у меня к счастью нет, решил заказать изготовление, как говорится “у проффесионалов”, а именно тут. Благо они принимают заказы от юр. лиц.
Я конечно ожидал что идеальными вставки не будут, но когда увидел их, понял что технология 3Д печати непригодна для изготовления чего-то на продажу. Да вроде-бы на ощупь шероховатости почти не ощущаются, но ВИД…. вид изделия ужасен! Помимо прочего некоторые мелкие детали получились с “багами”. Смотрим и плачем…
Вообщем как в старом анекдоте:
Украли американцы у русских чертежи истребителя. Собрали — паровоз. Разобрали, собрали — паровоз! Что делать, выкрали русского специалиста. Спец берёт чертёж, смотрит, смотрит и говорит: «Там же внизу маленьким шрифтом: после сборки обработать напильником».
Так-же пришли ништяки из Резонита, эх… смотришь на них, и глаз радуется!!! (скоро буду паять)
Спрашивал пару недель назад еще один счет на оплату ФЭУ-102, сегодня пришел ответ.
Они и без того раньше стояли 17 500, а теперь:
Андрей приветствую.
Нас обязали с 1 января 2017 года вести всю коммерческую деятельность через торговый дом, для кроме смены юр.лица ничего не поменяется, всеми вопросами буду заниматься я.
Готов Вам выставить счет на одну штуку ФЭУ-102-1.
По цене – 19 470,00 руб. с учетом НДС и доставки.
Приборы есть на складе.
С уважением,
Зам. начальника отдела продаж – Юрченков Сергей
ООО “МЭЛЗ ФЭУ”
Тел.: +7 (499) 995-02-02/33, доб.125
E-mail: ysm@melz-feu.ru
Здравствуйте.
Сергей, добрый день.
Хм, уже 19 с половиной, давайте мы подумаем. Перспективы коммерческой реализации на лампочках с такой ценой мне видятся крайне облачными.
—
Быканов Андрей
Генеральный директор ООО “Микрон Сервис”
+7 (910) 586 0200
Andrey Bykanov
CEO Micron Service Ltd.
Tel. +7 910 586 0200
К сожалению прайс определяю не я, и на единичные закупки у нас действительно высокие цены.
В принципе, если это поможет делу, я могу представить Вашу заявку как прошлогоднюю и реализовать по цене прошлого года.
Ну а Вам как вариант, дать какие то конкретные перспективы по объемам, чтоб можно было говорить о другой цене.
Мы подумаем, посмотрим еще что предложат Хамаматцу.
А вообще первая партия планировалась около 100 штук.
Но смущает то что, монтаж плат, детали, изготовление плат и корпусов, кристал и прочее, все вместе взятое дешевле 1 ФЭУ-102.
Когда что-то решим я Вам напишу.
Для партии из 100 штук цена будет – 15 340,00 руб./шт. с учетом НДС и доставки.
Это при условии, что Вы либо возьмете сразу 100 штук, либо мы подпишем контракт в котором зафиксируем цену и объемы закупки ,можно с разбивкой по месяцам.
ПОЛНЫЙ ПИПЕЦ!!! КУДА КАТИТСЯ МИР!!! 326$ за лампочку!!! Я В ШОКЕ!!!!
Конечно я даже и не планировал закупать 100 штук, просто цифру назвал такую, чтобы посмотреть на скидку.
Вообщем, за эти деньги проще купить панельку SiPM, распаять ее к хренам. И как результат, получить кучу дешевых мелких умножителей, пусть и с наносекундными фронтами. А еще проще, за эти деньги купить 25 штук ФЭУ-31 производства СССР 70-90 годов.
Два дня сидел рисовал и перерисовывал “вычислительную” плату.
С трудом, но вроде все развел. С первого взгляда, там еще много места, но фактически его использовать нельзя. Пробовал 3 разных варианта компановки платы, более менее нормально развелся только один, и то с оговоркой. Часть запланированных деталей пришлось выкинуть с платы.
Вообщем надо пробовать, пробовать и еще раз пробовать.
Платки заказал, месяца через два приедут и начну сборку.
Ну и помимо прочего, на нее влезло 84 отверстия, несмотря на ее скромный габарит 29.57×22.38 мм
Начал плотно задумываться о оцифровке сигналов с ФЭУ.
В инете по теме оцифровки информации почти ноль, только чисто теоретические рассуждения, не дающие никакого практического понимания сути проблемы.
А проблема большая смею я вас заверить товарищи….
С чего-бы начать… ну начнем-ка пожалуй прямо с предусилителя, чего-уж там мелочится. И так, нужен операционный усилитель, это понятно, но какой?! МадМакс в своей статейке про спектрометрию применил LMC7101, открываем ДШ, смотрим, офигиваем от тормознутости этого ОУ (Gain-bandwidth product 0.6 MHZ, Slew rate 0.7V/us) и закрываем ДШ, от греха подальше! Чур меня ЧУР!….
Надо значит замерить необходимые скорости нарастания сигнала, и от этого уже выбирать, берем остро-наточенный щуп и тыкаем в анод и ищем самый резкий фронт, а заодно пытаемся понять каков маштаб катастрофы:
Масштаб проблемы для моего Агилента вообщем-то оказался незначительным, еще-бы, он с его АЦП в 2 Гигасемплов в секунду, с легкостью все измерил и отобразил амплитуду 3,74В. Но когда я этот сигнал отдам на съедение АЦП микроконтроллера, с его жалкими 0.001 Гигасемплами в секунду, будет несколько более печально
Но вернемся к нашему Slew Rate, ага! Передний фронт = 452 нс, амплитуда = 3.74В
Значит минимально-необходимый Slew Rate = 3.74V/0.452us = 8,8V/us. Значит чутье меня не подвело, мадмаксовская схемотехника нам явно не подходит.
Если учесть что у нас батарейное питание, и ток ОУ должен быть небольшим, по скорости нарастания должен быть запас, ток смещения входов единицы пикоампер, емкости входов пикофарады, напряжение смещения миливольты…. ну вообщем все как обычно, для тех случаев когда надо усилить поток из считанного числа электронов на высокоимпедансном выходе. То нам хорошо подходит OPA353.
Так-же этот ОУ хорош тем что у него очень хорошие показатели по шумам. Но это-же и его проблема Потому-что применяя такой “чистый” ОУ не хочется загубить его потенциал грязным питанием. Поэтому к нему в пару был докуплен еще и “чистый” LDO LT3045, от которого будет запиываться как группа операционных усилителей, так и тракты АЦП-ЦАП, судя по ДШ STM32 они тоже любят питание почище.
С детальками вроде разобрались, теперь самое сложное оцифровка.
Как я и подозревал, скорости АЦП в 1 мегасемпл/сек недостаточно чтоб оцифровать пик выброса с достаточной точностью. т.к. окно оцифровки в этом случае составляет 1 мкс, а судя по осцилограммам, этого недостаточно, т.к. пик сам по себе менее 1 мкс. И окно оцифровки при постоянном преобразовании никогда не попадет точно на шапку.
Тогда в дебрях ДШ и референс-мануала на STM32L1, был отискан выход из положения. Дело в том что АЦП способно запускать “инжектированное” преобразование с высоким приоритетом, по подаче сигнала на определенную ножку МК. От того и будем плясать.
Значит создам систему детекции передних фронтов, которая будет запускать длительное усредняющее преобразование длинной ~2,4 мкс, чтобы поймать всю “шапку” импульса, после чего оцифровать его. В окне 2.4мкс помещается 38 циклов семплования АЦП, этого в принципе должно вполне хватить, чтобы получить среднее значение напряжения в окне оцифровки. А потом уже обрабатывай “сколько влезет”.
Время с момента подачи сигнала до старта оцифровки ~ 250 нс, с учетом задержки и окна в 2.4 мкс, шапка импульса должна нормально захватиться и оцифроваться. Данная догадка была проверена на вспышках в сцинтилляторе с разными энергиями:
Может-быть сделать небольшую линию задержки, чтоб сместить старт оцифровки слегка вправо, наносекунд на 100-150, чтобы можно было уменьшить окно и более прецизионно “встать на максимум”… надо прикинуть насколько это будет проблемно, пойду-ка зачитаю Хорвица и Хилла.
UPD:
Примерную аналоговую компоновку я себе вижу вот так, максимально простой, где ОУ по сути выполняют роли повторителей, с коэффициентом усиления G=1. А амплитуда входного сигнала с ФЭУ будет настраиваться напряжением фотокатода.
Инвертирующий пред-усилитель сигнала с ФЭУ:
Сначала может показаться что коэффициент усиления запределен, “-R7/R6” но учитывая что выход ФЭУ сам по себе очень высокоимпедансен, к R6 добавляется “внутреннее” сопротивление выхода ФЭУ, и коэффициент усиления такой схемы предсказать невозможно, а резистор R7 подбирается экспериментально под каждую конкретную модель ФЭУ, как нагрузочный резистор для Анода. В результате мы получаем простой инвертор. Обычно R6 вообще не ставится, но т.к. у меня стоит стабилитрон, лучше что-бы он все-же был, для снятия нежелательных потенциалов не напрямую с электрода в землю с максимально-возможным током, а через токоограничитель.
Так-же стоит учесть, что ОУ теряет в пропускной способности, когда напряжение инверсного входа пытаются опустить ниже уровня земли( импульс с ФЭУ имеет отрицательную полярность, см. осциллограммы). Поэтому напряжение входов немного надо приподнять над землей(R9 R8), чтобы ОУ быстрее перестраивался при импульсе.
Компоновка на плате максимально плотная, с минимальными трассами по входу “Anode” и экранировкой, что-бы с одной стороны минимизировать паразитную емкость добавляемую к Аноду, а с другой стороны защитить от полей генерируемых трансформатором.
На вычислительной плате будет распологаться детектор переднего фронта, и входной усилитель. А так-же выходной усилитель для вывода синтезированного сигнала с ЦАП на звуковую карту ПК, для выгрузки накопленного и отфильтрованного массива в спектрометрическое ПО, к примеру беккерель монитор.
Детектор фронта и вывод сигнала с ЦАП будут соотв. снабжены цифровыми потенциометрами, чтобы можно было регулировать их параметры (уровень фронта и ослабление) для конкретных задач, без разбора блока.
Может быть можно было-бы обойтись только одним предусилителем, но мне кажется когда пред-усилитель, работающий и без того с сигналами, ток которых на гране фантастики, еще и в добавок нагрузится на вход АЦП с большой частотой преобразования, и соотв. входным сопротивлением АЦП 700 Ом, то это может добавить негативных эффектов.
Надо еще сесть посчитать, вероятно имеет смысл выкинуть индуктивности по питанию ОУ, т.к. они имеют достаточно неплохой коэффициент ослабления шума в по цепи питания (PSRR).
UPD2:
Удалось уменьшить длину экспоненциального шлейфа импульса c 36 до 16 мкс, уменьшением нагрузочного резистора на аноде лампочки. Заодно покажу что бывает, когда приходят импульсы очень часто, и садятся друг-другу на хвосты. Эту ситуацию надо отслеживать и отсекать такие импульсы.
Запущен новый проект, по созданию модуля 3-го поколения для Ультра-Микрона, “Модуль Автономный-Спектрометрический”.
Проект обещает быть еще меньше, легче, дешевле, и что главное КРУЧЕ
Планируется установить туда свой собственный МК и дисплей, а так-же обеспечить возможность вывода данных о энергиях вспышек в кристалле.
Пока-что готовы только платы обвязки ФЭУ, на очереди проектирование вычислительной платы.
UPD: Заказал недостающие позиции по компонентам, возможно…. возможно электроная начинка слегка компенсирует дешевезну ФЭУ
Зато в устройстве помимо всего прочего даже будет мощная басс-система, с “теплым ламповым звуком” на 90 dBA от CUI INC, которая позволит насладится как звучанием каждого кванта в отдельности, так и общей картиной распада
UPD2: Заказал плату-заглушку на трубу.
Теперь осталось сделать самую прикольную….. вычислительную плату…
Особенно радует у них там форум, и комментарии. Люди по всей видимости в каменном веке где-то живут… то схемы им сложные, то калькулятором пользоваться не умеют, с трепетом вспоминая МЛТ-шки, причем даже модераторы… как тут в коментариях, вообщем люди там довольно интересные, как мне показалось. Но меня все более-чем устраивает. Основная задача которую я возлагаю на данный ресурс, это своевременная публикация материалов, с которой он справляется хорошо! По сему в конфликты вступать не стану, и не буду гнуть свою любимую линию “пора вылезать из каменного века и начинать уже строить космические корабли!”.
PS.А может быть я прыгнул куда-то в недосягаемую даль современной эл. базы, и надо было делать устройства как на показанной мне в форуме схеме.
По рекомендации гуру MadOrc попробовал функционал публикации на сайте “Паяльник”. Накидал туда пару статей, проверили их с Nusik1975 и послали.
Вообщем скажу, что публикуют они и в правду оперативно. Не мгновенно конечно, но намного быстрее чем на РадиоКоте, где порой публикацию ждешь месяцами.
Да и в целом, надо двигать технологию в массы. А то ценных материалов “по теме”, кроме МадОрка давно уже никто не публиковал.
В репозиторий с платой добавлена актуальная монтажка для платы 4.08 и гербера ссылка
В репозиторий с прошивкой добавлены актуальные бинарники прошивки и софта для ПК. ссылкассылка.
Пожалуй впредь я их буду обновлять именно в этих местах.
Благодаря внесенным правкам удалось снизить потребление АКБ у дозиметра в режиме подключенного модуля, до в среднем 18 мА (с учетом всех деталей, таких как МК, дисплей, сам модуль, и т.п.) Учитывая то, что потолок по возможному потреблению всеми компанентами устройства, находится в районе 50мА, то запас можно сказать “значительный”, даже если смотреть на пиковые значения 29.2мА.
Лог потребления с изменениями:
Так-же была исправлена ошибка, из за которой потребление в режиме сна могло эпизодически возрастать до 220 мкА на длительные интервалы.
