neorganic
28.08.2012, 02:11
Про Фэу-84. Где-то полгода назад ко мне обратились школьники- радиолюбители. ребята строили оптический телефон и возник вопрос: "может ли для приема быть использован фотоэлектрический умножитель". Конкретно шел разговор о ФЭУ-84. Может, но с некоторыми ограничениями.
1. Официально фэу-84 появился во второй половине 70 года [2] как замена/усовершенствование
фэу-15/16. напряжение питания и делитель взяты от них же. Параметры можно посмотреть в [1],
хотя по отдельным моментам есть значительное расхождение с ТУ.
Фэу проектировался как достаточно дешевый прибор для различных измерительных приборов, но,
при некотором усложнении "обвязки", могут быть получены весьма превосходные результаты.
2. Прибор можно и нужно охлаждать - темновой ток уменьшается ~ 20 раз (температура
сухого льда). Холод лучше всего "вводить" в устройство через дно с ножками. Естественно,
нужно обеспечить отсутствие конденсата на входном окне + беречь от резких скачков
температуры. Сушествуют в природе пирексовые, вакуумные переходники-теплоизоляторы, но
они не для всех целей подходят.
3. Если устройство долго было "не-в-работе", его нужно тренировать (подключить по типовой
схеме в темной коробке). Время - 2-4 часа (как только перестанет менятся темновой ток).
4. нужно заботится о чистоте цоколя - часто большой темновой ток обяснятся пленкой грязи. Существует карболитовая панелька для это типа цоколя, но практика показала,
что лучше себя ведет ее фторопластовый аналог (естственно, самодельный).
5. существует "городская" легенда, что будто-бы фотокатод от яркого света портится -
- это не так: если при засветке на фэу нет напряжений, различить "засвеченный" от
"коробочного" не возможно (сранивалась амплитуда отклика на световые импульсы от
NaI(Tl)/Co). Замечено (например, [3]), что в течении 1-2 лет идет процесс рекристаллизации в фотослое и после "вылеживания" параметры "плохих" фэу улучшались.*
6. Официально сабж имеет полосу ~30 Мгц (по уровню 0,7). Но напрактике лампы работали
до 40-50 Мгц - определяется резонансом контура из довольно длинных проволок-держателей
внутри прибора и паразитными емкостями. Известно и другое - при подаче на модулятор
вч-сигнала, может быть организовано детектирование оптического сигнала, модулированного
в свч-диапазоне - модулирующее напряжение подавалось помимо штатной
системы электродов. Насколько мне известно, существовали макеты дальномеров с модуляцией
в диапазоне 200 и 1400 Мгц. Фоточувствительная часть находилась в спиральном резонаторе и в
четвертьволновом, соответственно. Продетектированный сигнал*помещался в полосу частот около 1 Мгц .
6. Как показывает практика, магнитный экран для фэу нужен - наблюдалось некоторое изменение
уровня темнового тока при повороте лампы в пространстве.
7. Типовой делитель [1] может быть усовершенствован.
а). обычно модулятор соединяют с фотокатодом, но, как правило, величина темнового тока
м.б. минимизирована, если подобрать потенциал модулятора (делитель 1r/2 -- 3r/2 из [1]).
б). фэу можно "выключить", если подать на модулятор потенциал отн. фотокатода достаточный
для компенсации потенциала выхода фотокада (его красная граница находится в районе
750-800 нм)
в). обычно принимают разность потенциалов между электродами порядка 100-150В, равномерно
для всей линейке. При этом изготовитель рекомендует поддерживать напряжение на делителе с высокой точностью (~0,5 В при 1900 в),рекомендует шунтировать на землю последние 4-5 динодов керамическими конденсаторами.
Практика же показывает нечто немного другое (аналогично ведут себя и другие жалюзийные
фэу): для последних четырех динодов (перед анодом) лучеше всего сделать отдельный
блок питания. большая стабильность ему не нужна (основной вклад в усиление дают первые шесть динодов) - он должен обеспечивать малое
внутреннее сопротивление (предельный средний ток анода 5 мА). Это, кстати, уменьшит
требования к делителю - вместо 100кОм можно поставить резисторы делителя больше
300-500кОм (в ТУ оговаривается максимальное сопротивление резистора делителя - обычно
200-300 кОм). Шумы фэу обеспечиваются в основном первыми двумя динодами - естественно, малым шумам
соотвествует и малое усиление. Это напряжение имеет порядок 80-100 В для Sb-Cs фэу. Ниже этого
напряжение на каскаде делать смысла нет: темновой ток уже сильно не меняется, а усиление каскада падает.
8. фэу проектировалось под счет импульсов с NaI(Tl) (420-450 нм) - но м.б. использовано и для
измерения слабых непрервных потоков света вне этого диапазона. Максимум чувствительности
для этого режима 1,6 кВ при делителе как в ТУ.
Известны так же модификации: исходная и первая имеют макс. чувствительности 420-480 нм [3], остальные
модификации предназначены для органических сцинтилляторов и имеют расширенный диапазон (до 550 нм).
1. Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы:
Справочник/ Под общ. ред. А. С. Ларионова.-2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985.
2. птэ 1970-5 стр 255
3, "электрлектронные умножители" Чечик, 1957
ЗЫ: этот текст составлен так же на основании частных сообщений третьих лиц в порядке обмена опытом. Данные эти относятся к началу 80-х годов.
1. Официально фэу-84 появился во второй половине 70 года [2] как замена/усовершенствование
фэу-15/16. напряжение питания и делитель взяты от них же. Параметры можно посмотреть в [1],
хотя по отдельным моментам есть значительное расхождение с ТУ.
Фэу проектировался как достаточно дешевый прибор для различных измерительных приборов, но,
при некотором усложнении "обвязки", могут быть получены весьма превосходные результаты.
2. Прибор можно и нужно охлаждать - темновой ток уменьшается ~ 20 раз (температура
сухого льда). Холод лучше всего "вводить" в устройство через дно с ножками. Естественно,
нужно обеспечить отсутствие конденсата на входном окне + беречь от резких скачков
температуры. Сушествуют в природе пирексовые, вакуумные переходники-теплоизоляторы, но
они не для всех целей подходят.
3. Если устройство долго было "не-в-работе", его нужно тренировать (подключить по типовой
схеме в темной коробке). Время - 2-4 часа (как только перестанет менятся темновой ток).
4. нужно заботится о чистоте цоколя - часто большой темновой ток обяснятся пленкой грязи. Существует карболитовая панелька для это типа цоколя, но практика показала,
что лучше себя ведет ее фторопластовый аналог (естственно, самодельный).
5. существует "городская" легенда, что будто-бы фотокатод от яркого света портится -
- это не так: если при засветке на фэу нет напряжений, различить "засвеченный" от
"коробочного" не возможно (сранивалась амплитуда отклика на световые импульсы от
NaI(Tl)/Co). Замечено (например, [3]), что в течении 1-2 лет идет процесс рекристаллизации в фотослое и после "вылеживания" параметры "плохих" фэу улучшались.*
6. Официально сабж имеет полосу ~30 Мгц (по уровню 0,7). Но напрактике лампы работали
до 40-50 Мгц - определяется резонансом контура из довольно длинных проволок-держателей
внутри прибора и паразитными емкостями. Известно и другое - при подаче на модулятор
вч-сигнала, может быть организовано детектирование оптического сигнала, модулированного
в свч-диапазоне - модулирующее напряжение подавалось помимо штатной
системы электродов. Насколько мне известно, существовали макеты дальномеров с модуляцией
в диапазоне 200 и 1400 Мгц. Фоточувствительная часть находилась в спиральном резонаторе и в
четвертьволновом, соответственно. Продетектированный сигнал*помещался в полосу частот около 1 Мгц .
6. Как показывает практика, магнитный экран для фэу нужен - наблюдалось некоторое изменение
уровня темнового тока при повороте лампы в пространстве.
7. Типовой делитель [1] может быть усовершенствован.
а). обычно модулятор соединяют с фотокатодом, но, как правило, величина темнового тока
м.б. минимизирована, если подобрать потенциал модулятора (делитель 1r/2 -- 3r/2 из [1]).
б). фэу можно "выключить", если подать на модулятор потенциал отн. фотокатода достаточный
для компенсации потенциала выхода фотокада (его красная граница находится в районе
750-800 нм)
в). обычно принимают разность потенциалов между электродами порядка 100-150В, равномерно
для всей линейке. При этом изготовитель рекомендует поддерживать напряжение на делителе с высокой точностью (~0,5 В при 1900 в),рекомендует шунтировать на землю последние 4-5 динодов керамическими конденсаторами.
Практика же показывает нечто немного другое (аналогично ведут себя и другие жалюзийные
фэу): для последних четырех динодов (перед анодом) лучеше всего сделать отдельный
блок питания. большая стабильность ему не нужна (основной вклад в усиление дают первые шесть динодов) - он должен обеспечивать малое
внутреннее сопротивление (предельный средний ток анода 5 мА). Это, кстати, уменьшит
требования к делителю - вместо 100кОм можно поставить резисторы делителя больше
300-500кОм (в ТУ оговаривается максимальное сопротивление резистора делителя - обычно
200-300 кОм). Шумы фэу обеспечиваются в основном первыми двумя динодами - естественно, малым шумам
соотвествует и малое усиление. Это напряжение имеет порядок 80-100 В для Sb-Cs фэу. Ниже этого
напряжение на каскаде делать смысла нет: темновой ток уже сильно не меняется, а усиление каскада падает.
8. фэу проектировалось под счет импульсов с NaI(Tl) (420-450 нм) - но м.б. использовано и для
измерения слабых непрервных потоков света вне этого диапазона. Максимум чувствительности
для этого режима 1,6 кВ при делителе как в ТУ.
Известны так же модификации: исходная и первая имеют макс. чувствительности 420-480 нм [3], остальные
модификации предназначены для органических сцинтилляторов и имеют расширенный диапазон (до 550 нм).
1. Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы:
Справочник/ Под общ. ред. А. С. Ларионова.-2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985.
2. птэ 1970-5 стр 255
3, "электрлектронные умножители" Чечик, 1957
ЗЫ: этот текст составлен так же на основании частных сообщений третьих лиц в порядке обмена опытом. Данные эти относятся к началу 80-х годов.