光电倍增管信号放大问题，恳请高手指点。

3万 · 2010-6-7 17:09

运放输出端直接并联电容（C507），能稳定才怪……

只看该作者 · 2010-6-7 18:27

楼主将光电倍增管用错了
光电倍增管的输出端应该用IV转换电路，而不是什么同向比例放大。
这个是正解！
另外你的光电倍增在使用中放置在什么地方当中？它的密闭性又如何？
这些都会影响到你测量的结果。
另外，光电倍增管在使用前应该预热一下，楼主又是否注意到了呢。
总的来说，你的主要问题出在电路上，绝对应该是IV转换
后面提到的希望楼主也注意下。

1万 · 2010-6-7 19:20

N年没见过这玩意了

只看该作者 · 2010-6-7 20:14

我是真空行业的，这个行业有光学膜厚测量仪，就是检测光电倍增管输出信号的幅度大小的。他的做法是首先调制光源，当调制光被倍增管检测时，输出调制频率的方波信号，经过前放、带通、相敏检波，再直流放大输出。我是做这个仪器的，我没有仔细看你们前面讲的，但我认为最好还是要调制光，不调制很难做稳定的，做稳定的话时间常数很长。

只看该作者 · 2010-6-7 20:30

楼上说的对。
其实不管对错，都要虚心，没有人有义务为你服务。

只看该作者 · 2010-6-7 22:05

7# oldcat8999 maychang大侠说3楼是内行，那么3楼的话99.9%是对的。

只看该作者 · 2010-6-7 22:45

弱弱的问一句,什么叫背景不稳定??光电倍增管采集的是能力粒子信号,输出的也是脉冲.

只看该作者 · 2010-6-8 08:43

换运放吧

AD797 的相位裕度太低,到1MHz的时候已经降到20°了,有点风吹草动就震荡起来了。
这里有个台湾人有关这个问题的讨论,从内容到形式都可以借鉴一下:
http://www.andaudio.com/phpbb3/viewtopic.php?f=18&t=80 ...
bald 发表于 2010-6-7 16:32

看了那个台湾人的回答和AD797的技术手册，确实是这样的，AD797的相位裕度太小了，很容易振起来，这一点在设计时没有注意。
可是现在电路板已经做完了，四层板。在现在这种情况下该怎么办才能使AD797不震荡呢？

只看该作者 · 2010-6-8 08:46

PMT出来的信号得转换成电压后，再放大百倍以上呀！
NICKY99 发表于 2010-6-7 16:35

恩，我用的是H9307模块，它的内部有个AD825做IV变换，反馈电阻是1M欧姆，可以实现1uA-1V的转换，所以H9307模块输出电压是0-1V。我在此基础上做的放大。

只看该作者 · 2010-6-8 09:00

本帖最后由 oldcat8999 于 2010-6-8 09:05 编辑

lz在1楼说“将干电池接到AD797的输入上，但AD转换结果波动仍然很大”，那肯定AD797用法有问题，先让AD797稳定。
但lz又说浜松都来人了，是背景不均匀的问题，到底是什么问题？
背景不均匀可能是信号源本质上就是不稳定的？还是光电倍增管模块不稳定？

0-1v信号也比较大了，直接用数字表或者示波器看是否正常。
lz应该先把问题定位，再解决。

说一下背景不均匀问题：
我们开始用传统的电路检测光子能量，结果发现背景不稳定，而且没有规律，比如说突然在太阳升起的时刻，光子数大量增加，但是也有例外，大家开玩笑说是切尔诺贝利的乌云飘过来了。后来所有电子部分重做才稳定了。
j1732 发表于 2010-6-7 16:37

你好，你考虑的很全面：
1、现在看起来AD797确实存在自激振荡的问题，我打算今天用信号发生器产生一定频率的正弦波和方波，输入到AD797上，然后用示波器看看AD797的输出，再确认一下震荡的问题，晚上做完实验再上来汇报。
2、我前几天怀疑AD797发生震荡时，在AD797的反馈电阻上并联了20pF的电容，但没有明显效果。除了这个办法，还有别的方法补偿相位、防止震荡吗？
3、北京滨松和日本滨松的人都来过，背景不均匀的问题是：比如激光器输出的光经过衰减片衰减后，打在光电倍增管上，激光器的功率是非常稳定的，这一点可以通过光功率计来测量，那么按理说，光电倍增管的输出应该也是比较稳定的，但实际情况不是这样，光电倍增模块的输出是一个直流（比如0.8V）叠加了一个小的交流（比如0.2V），而且这个交流成分的频带很宽，这也是我使用高摆率放大器的原因。产生这个交流成分的原因是：光子在单位时间内打到光电倍增管的光电面的数量是不同的，由此产生了交流成分。但现在看来主要问题是AD797的震荡问题，光电倍增模块的问题我回去再测试一下。
4、但即使AD797震荡的问题解决了，似乎还有新的问题，请看一下我在13楼帖的电路图，这张图是原先使用的放大电路原理图，运放使用的是OP27。按照这个原理图，我们曾经布了5-6版PCB，其中只有一版PCB的放大效果较好，没有背景不均匀的问题，其他版本都存在背景不运均的问题，这个情况就很让我费解了，PCB布线会对放大电路产生那么大的影响吗？
5、请问你有什么联系方式吗，比如手机？电话里聊吧。

只看该作者 · 2010-6-8 09:07

刚看了你的图

AD797 推荐是低内阻信号源场合使用的。手册中推荐的电阻阻值不超过1K。
你图中的电阻值超的多了些
感觉你调试程序应该没什么问题，先用电池获得稳定输出后，仍然有问题再找滨松打架。 ...
bald 发表于 2010-6-7 16:56

恩，我在13楼帖的图是原先使用的原理图，用的OP27，这个电路同样有背景不均匀的问题。
AD797的原理图是严格按照DataSheet做的：电阻选择、电源去藕、PCB布线等。

只看该作者 · 2010-6-8 09:08

lz在7楼的回复还是删了吧！
19楼的回复说明了你7楼的判断不对。
其实大家都是善意的帮忙，所以lz还需要有一颗感恩的心！
j1732 发表于 2010-6-7 17:05

已删.

只看该作者 · 2010-6-8 10:31

几点建议：

1、如果后级放大仅2.5倍,对放大器大选择应该要求应该不是很高。我印象中OP27是高输入阻抗的，有些难以控制。在这个场合似乎也不合适。
2、既然有A/D采样，那个调零电路是不是能撤消？零点完全可以通过后期运算消除。这种放大电路中电位器的稳定性（还有调零电源的稳定性）都是个大问题。
3、前级运放只前最好对地接一个电阻以降低信号回路的阻抗，这样可以大大降低空间干扰的幅度。如果频带足够的话滤波电路的时间常数也可以增加，至于由此引起的信号衰减完全可以用提高后级增益的方法来弥补。
4、不知你所说的测量不均匀是时域的还是指空间的？如果是后者，可能会牵扯到光学系统的成像问题，不是单电路方案能解决的。如果是时域不均匀，那可能有的问题就是照明系统的稳定性、和负高压电源的稳定性问题。另外还有前面22楼提到的是否有足够的预热时间（视要求不同，比较严格的应用可能会在一个小时以上）以及密封问题。

5、分开检查吧：前端信号的幅度应该已经不低了，接一个假负载后只要用4位半万用表和示波器应该就能分辨问题所处的位置了。

只看该作者 · 2010-6-8 10:42

本帖最后由 j1732 于 2010-6-8 10:45 编辑

如果是ad797问题，换一个引脚兼容的运放，这个我经验不多，但21ic高手如云，不难解决。

要判断光电倍增模块有无问题，并不简单，可能用在其他场合正常，但不一定能满足你的要求，这不单纯是浜松的问题。关键要看光电倍增模块输出的波形能否准确的反映你需要的信息，一般的，如果和物理学理论吻合的话，信息就是可用的。

如果确定是光电倍增模块不合适，发Email到j1732@126.com

另外，24L建议很好。

只看该作者 · 2010-6-8 11:13

运放输出端直接并联电容（C507），能稳定才怪……
mohanwei 发表于 2010-6-7 17:09

C507这个电容我也注意到了，这个电路原理图不是我画的，而且C507在实际使用中没有焊接。

只看该作者 · 2010-6-8 11:17

楼主将光电倍增管用错了
光电倍增管的输出端应该用IV转换电路，而不是什么同向比例放大。
这个是正解！
另外你的光电倍增在使用中放置在什么地方当中？它的密闭性又如何？
这些都会影响到你测量的结果。
另外，光电倍增管在使用前应该预热一下，楼主又是否注意到了呢。
总的来说，你的主要问题出在电路上，绝对应该是IV转换
后面提到的希望楼主也注意下。

大碗拉面发表于 2010-6-7 18:27

恩，我用的是日本滨松H9307-02模块，它内部已经用AD825做了IV变换，反馈电阻是1M欧姆，实现1uA-1V的变换。从模块出来的已经是0-1V的电压信号了，我对这个电压做了同相比例放大。
光电倍增管放在金属盒内，金属盒屏蔽接地。9307模块内部封了胶，所以密闭性应该不错。我一般使用前预热20分钟。

只看该作者 · 2010-6-8 11:20

N年没见过这玩意了
iC921 发表于 2010-6-7 19:20

恩，这玩意还能探测微弱的核辐射呢。

只看该作者 · 2010-6-8 11:25

我是真空行业的，这个行业有光学膜厚测量仪，就是检测光电倍增管输出信号的幅度大小的。他的做法是首先调制光源，当调制光被倍增管检测时，输出调制频率的方波信号，经过前放、带通、相敏检波，再直流放大输出。我是 ...
haiyouyang 发表于 2010-6-7 20:14

你好，调制光是个不错的方案，能够消除暗电流和背景噪声的影响，我们也曾经考虑过这个方案，但我的光电倍增管测量的对象是一个快速变化的荧光信号，调制光方案响应速度不够，所以不能用这个方案。

只看该作者 · 2010-6-8 11:55

弱弱的问一句,什么叫背景不稳定??光电倍增管采集的是能力粒子信号,输出的也是脉冲.
corset 发表于 2010-6-7 22:45

背景不稳定这个说法是我自己想出来的，具体解释一下：就比如将一束功率稳定的激光打到光电倍增管上，然后通过I-V变换、比例放大、AD转换测量输出电压，按理说光的功率是稳定的，AD转换的结果应该也是比较稳定的，但实际情况不是这样，AD转换结果最大和最小值相差1000左右，所以背景不稳定。

只看该作者 · 2010-6-8 19:32

本帖最后由 lxandlj 于 2010-6-8 20:51 编辑

我认为不要再在PMT模块上纠缠了。因为LZ用干电池做AD797的信号源也是有不稳定的问题。

想问一下AD797的电源是用三端稳压器实现，还是直接用的开关电源模块来转的？

系统中是否有其他的射频信号？

你测的是荧光，那激发光源是什么呢？是否会是大功率信号的干扰造成的。

因为您用OP07也有同样的问题。

还有，您一直没说说明是否用示波器观察了AD797的输出波形吧？

要是震荡了，看看震荡频率多少呢？

为了检测系统中是否有其他的干扰源，在一本书上看到说，可以用调幅收音机，四处寻摸一下噪声，大概可以检测几百khz的频率。

还有，可以用手在运放处，沿着信号线寻摸一下，看震荡是否有消除的时候，或者改变。

光电倍增管信号放大问题，恳请高手指点。

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