Praktisk elektromekanik — 2TGammaKretsen

innehåll denna sida · webbSÖK äMNESORD på denna sida Ctrl+F · sök ämnesord överallt i SAKREGISTER · förteckning över alla webbsidor

Bildkälla: Författarens arkiv · MONTAGE: 11Jun2013 E12 Bild 105 — 24Maj2010 R Bild84 · Nikon D90 • Praktisk Elektromekanik — Se även från HUVUDDOKUMENTET MED ÄMNESORIENTERING

sök ämnesord överallt inom ELEKTRONIKEN i separat sakregister för Praktisk Elektromekanik i sakregister elektroniken

Gammaprojektets alla dokument — Maj2012-Jul2016

Översikt:

Garanterat praktiskt fungerande 60KeV+ gammasensorer med enkla hålkomponenter [ElectroKit] utan lödning, inga kretskort, inget ytmonterat — på kopplingsdäck med skärmlock:

2-Transistor-Gamma-Kretsen — generalgenomgång Jun2016-

KRETSUTVECKLINGARNA HAR MEDFÖRT AVGÖRANDE GENOMBROTT VARS MOTSVARIGHETER INTE (ÄNNU Sep2016) HITTATS PÅ WEBBEN:

——————————————————————————————————————————————————————————————————————

Nu kan i princip vem som helst göra det här med ytterst enkla medel — inga lödningar krävs, inget ytmonterat, full testbarhet med olika hålkomponenter (ElectroKit)

Grundkretsen från Kainka (2011):

Matematik, signalgrunder, kretsförklaringar:

Gammakvanta | OP Signal Brus | Maximgruppens kretsdata | OP Signal Brus |

Vidareutvecklingar av Grundkretsen:

Vidareutvecklingar med operationsförstärkare:

GammaOP: | Se särskilt dokument i GammaOP — känsligheten ökar.

Särskilda länkar:

PiN-Diod-Matematiken — Kalkyl 5 | PiN-diodmatematiken för gammadetektering | SNR/MDS-matematiken — Kalkyl 1-2 |

Gamma2Tkomp — Kalkyl 3-4 | OP-KOPPLINGARNAS absoluta SIGNALGRUNDER | Jämförande Brustest | GammaKvanta |

GP2tJFET.versionA | TestFigurerna 1-5 — inledande grovorienterade mätningar |

Enklaste fungerande Am241-gammasensorn: ENKEL ALUMINIUMFOLIEKLÄDD SKÄRMLÅDA tillskuren 2mM passepartout ÖVER LILLA KOPPLINGSDÄCKET — med aktuellt insatta komponenter:

Foto: 24Maj2016 SkärmLådan Bild11;12 — PiN-diod BPW34 ger samma resultat som PiN-diod BP104 — samma kapseltyp, bägge hos ElectroKit.

Vänster: Utan närvaro av Am-241-preparatet.

— Tydliga, stundtals kraftiga bidrag framträder från Kosmisk Strålning: Totalt ca 1 förekomst per 2-3min i aktuell mätregion.

Höger: Am-241-preparat lagt direkt över PiN-dioden.

— Förekomster med låga amplituder (från 50-100mV) uppträder i snabb takt (grovt 1-15 per sekund) — olika beroende på kretsens känslighet.

| Gamma2T | Manuella grundtest |

30Sep2016:

Vi närmar oss den avgörande GammaMätningen — den drivande saken och föremålet bakom hela Gammaprojektet

GAMMAPROJEKTET 2012V-2013V—2015-2016- — Översikt

GÖR DET SJÄLV —— med kretsscheman

Gammaprojekt på webben — se lista i GammaWebben.

GAMMAPROJEKTET — 23Maj2016-

GAMMAKVANTA FRÅN Americium 241 via 2TGammaSensorn (Kainka 2011) — Bygg den själv på kopplingsdäcket: kolla Kosmiska Gammastrålningens bidrag

— från försök att bygga en anordning för test av eventuella gammaförekomster i folieurladdningar enligt teorin i TNED för CAT — utförligt från RUBRIKERNA —

— med jämförande resultat från motsvarande etablerade webbkopplingar.

Se särskild beskrivning i BAKGRUND.

Gamma2T — KRETSEN med KOPPLINGEN från 1Maj2016 — efter Kainka 2011 — Gammasensorn med 2 transistorer och en PIN-diod — Sammanställt 5Maj2016 — första fungerande Gammasensorn.

2TGamma5V-test | Krets- och Kopplingsschema | Manuella grundtest

Gamma2T

AMERICIUM 241-preparatet (Am241) från äldre rökdetektor — hantering och förvaring:

— Själva preparatet består av ett inlagt Am241-oxidskikt i en Ø6mM metallknapp inpressad i ett avlångt plåtbleck som inlötts i rökdetektorns kretskort.

Am241 från en äldre [2001] rökdetektor

Foto: 1Mar2015 GammaProj2013 PinEnv Bild 34-48 — Panasonic DSO Bild Gamma2T-43

Här har anordningen demonterats, plåtblecket lötts ur och trätts på en avlång bit 1×4cM 2mM passepartoutkartong som försetts med rökdetektorns infotext. Kartongbitens änddel används sedan som fästplatta för gripdetaljer hos ett justerbart hjälpstativ (»MekaAssistenten») som används i experimenten.

Preparatets förvaring: Preparatet med kartongremsan förvaras sedan i en liten plastcylinder som förvaras i en ståltermos, bilden ovan höger nederst. Strålningsmängden som sådan från preparatet (1MikroCurie) beskrivs allmänt som helt »harmlös» — men med vissa påpekanden om allmän försiktighet och varsamhet. AMERICIUM (241) används f.ö. frekvent i olika testlaboratorier för att kalibrera gammaavkännande utrustning.

Gamma2T

Kainkaoriginalet (2011) använder en PiN-diod BPW34. Här har också testats en infraröd PiN-diod BP104 (ElectroKit Maj2016). Bägge visar likvärdiga (samma goda) resultat.

2-transistorkretsen (Kainka 2011) har visat sig fungera utmärkt — när man väl kommit på hur detaljerna ska sättas ihop — SAMT att man förfogar över ett digitalt (minneslagrande) oscilloskop (DSO). Se även särskilt i 2TGamma5V-test.

Här följer en allmän generalgenomgång som visar att Kainkaoriginalets Gamma2T-krets godtar (flera) olika kombinationer med olika R-värden och även olika transistortyper — samt hur anordningen uppför sig med olika spänningsmatningar.

För att resultatbilden ska bli meningsfull (generellt och speciellt gammastrålningen i analys), finns en del grunddata som man måste känna till —välkända basdata för redan insatta experimentalfysiker med basuppgifter via Internetwebben;

— Kosmiska strålningens inverkan: grovt för alla fall på Jordytan med olika spridning uppvisar en [1] förekomst kosmisk strålningsagentur per kvadratcentimeter sensoryta och minut, vidare nedan.

Wikipedia (Background radiation, Maj2016) upplyser om att SÅDAN reststrålning vid Jordytan också (för vår del) är speciellt energirik: ±e-annihilationer (511KeV) bildar restformer efter myonsönderfall från primära högenergetiska partikelkollissioner högt över Jordytan.

— Americium (241) preparaten från de äldre rökdetektorerna (från runt 2000, 1µCurie) beskrivs i Maximgruppens gammasensorkrets (MAXI-kopplingen) som representativ (för vår del) med bara ca 1/10: gammakvanta omkring 60KeV. Vi vet (ännu) inte exakt energinivån på de pulser som Kainkaoriginalets 2TGammasensor uppvisar, utöver att räkningen 1/10 förefaller någotsånär rimlig för de observerade största signalamplituderna (grovt ca 2st i timmen), här 500mV — och som garanterat INTE har med Am241-preparatet att göra.

Gamma2T — INLEDNING — Versionerna Maj2016 —RegionKrysset som nedan:

KryssRegion: Mellansverige Apr2016 — Kosmisk strålning bidrar till lokala analysen av gammaförekomster

Inledning:

Avgörande för vidare mätresultats samlade begriplighet är följande:

— Integrerat med lokala gammaförekomster (granit, radonhus, gamla klockor, detaljer från gamla rökdetektorer, Jordmineral generellt) förekommer ALLTID — utan undantag för vanliga elektronikamatörer — inslag från kosmisk strålning — inte sällan kraftiga sådana, men utspritt med långa mellanrum.

Vår (första) uppgift är att med 2TGammaKretsens känsliga hjälp FÖRSÖKA lista ut vad gränsområdena handlar om: Etablerade verk upplyser generellt: Bidrag från Kosmisk Strålning på Jordytan (4ggr mindre vid ekvatorn än polerna: förekomsterna ökar starkt med markhöjden) är: 1 förekomst per minut per 1 cM² sensoryta [Se BASDATA]. PiN-dioderna BPW34 och BP104 (här likvärdiga enligt grundtest) har sensorytan 7,5mM² eller 100/7,5= (13+1/3) cM².

Bägge typerna finns på ElectroKit (2016) -- bägge med likvärdig gammakänslighet enligt grovtesterna.

Grundkretsen Gamma2T efter Kainka 2011 — KOPPLINGEN

Notera C3-kondensatorn:

Test med höga inspänningar (upp mot 3×9V) kräver en spänningsanpassad ingångskondensator.

I originalkretsen (Kainka 2011) är märkspänningen för C3 angiven till 16V: Ersätt den med en 50V-kondensator. Annars:

— GLÖMS Det bort EXPLODERAR den underdimensionerade kondensatorn (efter ca 30 sekunder).

— BPW34 och BP104 har testats med här icke observerbara inbördes skillnader [Apr-Jun2016].

Inspänning: 9V ; NORMALBRUS ca 50mV t-t.

Utspänningen vid R4 varierar något beroende på PIN-diodtyp:

————— ——— ————————————————

PIN-diod: U(R4): Isupply

————— ——— ————————————————

BPW34 ca 5V6; Strömförbrukning totalt 0,7mA

BP104 ca 6V1; Strömförbrukning totalt 1,25mA

————— ——— ————————————————

MED Am241-prepararet maximalt nära PiN-dioden i 2TGammakretsen (Se »NASA-versionen» Version V1):

90mVtrig — medelvärde: 1 förekomst per 3 sekunder — amplitud oftast 100mV

2TGammakretsen reagerar på Am241-gammastrålning (Preparat från äldre rökdetektor Mexico Apr2001, 1.0 MicroCurie) från (säkert) omkring 100 mV — och säkert lägre. Men brustopparna (upp mot 70-80mV) begränsar marginalerna neråt; lägsta triggpunkt ca 90mV. Den trigginställningen visar sedan (inom minuter) noll amplitudförekomster med Am241-preparatet placerat 1 meter från PIN-dioden. Och sedan med Am241-preparatet ca 1 mM invid PIN-dioden i medeltal ca 1 förekomst var tredje sekund (10st per 30 sek).

— 2TGammakretsen fungerar även med andra transistortyper — men med något olika utresultat, se från Matematiken till 2TGamma. Utöver originalets BC549C har BC546B testats OK. Även andra R-värden fungerar (R1&R3 1M; R2 10M), men också här med delvis andra utresultat. Också andra inspänningar har testats. Se särskilt från 2TGammaKretsens utgångsbrus.

TRIXIGHETER VID GAMMAKALIBRERINGEN

För att kunna testa/fastställa/analysera en viss gammaförekomst (från ett visst preparat [2TGamma-originakretsens författare Kainka 2011 påstår för sin del att vanlig granitsten kan ge viss respons [‡]]) måste man känna till BAKGRUNDSSTRÅLNINGENS INVERKAN OCH BIDRAG: Inverkan från kosmisk strålning här på Jordytan avkänns tveklöst av en gammasensor, och helhetsbilden blir en MIX av alla möjliga gammakällors bidrag.

——————— ‡1

” We obtained a similar result from a sample of granite, which is known to be slightly radioactive.”

Basdata:

Sensorytan för PIN-dioderna

(bägge typerna finns 2016 på ElectroKit.se och bägge fungerar likvärdigt som gammasensorer, vidare nedan)

BPW34 och BP104 är A=7,5mM² [2,74mM i kvadrat]. Med den allmänt kända förekomsten från kosmisk strålning på

k=(n=1)förekomst/cM²60S = (n=1)/100mM²60S = 1/At

blir grovbilden att PIN-sensorytan kommer att registrera runt 1 kosmisk förekomst per

t = 1/Ak = 1/7,5mM²(1/100mM²60S) = 1/7,5mM²(1/6000mM²S) = 6000mM²S/7,5mM² = 1 per 800 S = 1 per 13min20sek

— Förekomsterna beror på lokal (Jordfältets avböjande magnetism; varierar från norr till söder; aktuella partikelkoncentrationer vid de olika strålningsprocesserna) och altitud (starkt växande förekomster med växande höjd över marken).

WIKIPEDIAARTIKELN (Background radiation, Maj2016) berättar i stort: kosmisk strålning på Jordytan handlar i stort enbart om restomvandlingar efter myonsönderfall som resulterar i ±e-annihilationer: mestadels 511 KeV-kvanta. STORA UTSLAG, med andra ord. Men utspridda;

— Om observationerna kopplar kosmiska förekomster gäller för PIN-diodernas del med 7,5mM² sensoryta förekomster med 1 per grovt 5-15 minuter (och beroende på Jordlokal).

Oscillogrammen ovan antyder inom rimliga felgränser att utslagen sammanhänger med sådana förekomster.

— Grovräkningen med Wikipedia-uppgiften att gammastrålning med 511KeV förekommer på Jordytan som rester från kosmisk strålning ger tillsammans med uppgiften (MaximKretsen) — Am241:s typiska/karaktäristiska avkänningsbara gammanivåer på 60KeV — att förhållandet i amplituder i så fall bör vara runt 1/10;

— 2TGammakretsens relativt höga brustoppar, just runt max 50mV, medger ingen direkt sådan kontroll: ev. 50mV-förekomster från Am241 göms av brusgolvet. Däremot visar 2TGammakretsen frekvent 1 per ca 3 sekunder tydliga Am241-förekomster med amplituder oftast runt 100mV.

Är det dessa som föreställer 60KeV-nivåerna från Am241? Eller finns det, möjligen, andra?

Webbdokument finns med tabeller över Am241-gammaemissioner:

— Tabellerna är omfattande och visar resultat från mätningar via flera (3) olika sensoranordningar.

— MÅNGA gammanivåer finns, betydligt högre än 60 KeV. Men dessa är också motsvarande sällsynta.

Den mest prominenta gammaförekomsten (32%) verkar vara just 60 KeV-nivån.

— Men själva gammaförekomsten (flera källor omnämner detaljen) tävlar också med SIODOEFFEKTER från Comptonrekyler (stöteffekter mellan elektroner med avklingande styrka):

— Atomer i sensormaterialet som hela tiden utsätts för gammakvanta liknar (min liknelse) området kring centralflödet i en vattenfontän; Mängder med småeffekter (elektronrekyler) underhålls hela tiden kring och av huvudstråkens gammaförekomster; Områdena samlar på sig marginella energimängder, i sig inte tillräckliga för utbrott, men som sedan vid olika tröskelgränser plötsligt bryter ut efter ackumulation via fortsatt bestrålning och åstadkommer lokala elektronlavin effekter som visar sig i större eller mindre sporadiska flödesutbrott. När strålkällan avlägsnas upphör INTE dessa aktiviteter omedelbart, utan blott så småningom (proportionellt mot den ansamlade strålningsmängden). Jämför köksplattan som värmts upp och stängs av: värmen fortsätter ett tag.

Det är här inte säkert känt om förekomsterna med det närvarande Am241-preparatet (runt 100mV från 2TGammakretsen) med ca 10st per 30sek avspeglar direkt respons från 60KeV-utbrotten. Vi kan, möjligen, försöka avgöra det med vidare kännedom om detaljerna.

Kosmisk Gammarespons:

De mera glest förekommande höga amplituderna 400-600mV — som helt säkert inte har någon koppling till närvaron av Am241-preparatet och som visar sig i frekvens i 2TGammakretsen grovt 1 per 5-15 min — sammanhänger helt säkert med inverkan från kosmiska strålningen, och då också (enligt gängse uppgifter) helt säkert som följd av ±e-annihilationer (gammastrålning med annihilationsenergin 511KeV). Men vi behöver bättre underlag för att ge mera detaljerad resultatredovisning på den punkten (också). Klart är i vilket fall att 2TGammakretsen tydligt avspeglar gammaresponser, eller och/eller näreffekter från sådana.

EFTERHANDSTESTER UNDER LÄNGRE PERIODER (timmar)

har gjorts med kretsbilden ovan via olika triggnivåer:

600mV trig: ingen förekomst inom timmen

400mV trig: ingen förekomst inom timmen

300mV trig: (eg. 304mV — observationer från natt till tidig morgon 4Maj2016, region Mellansverige);

———————————————————————————————————————————

Nr: efter (från natt till morgon, slutetApril2016 Mellansverige)

—— ————————

— 1 9min (200mV);

— 2 18min (400mV);

— 3 48min (400mV);

— 4 1tim42min15sek (520mV);

———————————————————————————————————————————

Alla med samma typiska form som ovan.

MEDELVÄRDE: 1 per 102/4 = 25,5min

— Notera hur pulsförekomster som, tydligen tidigare, inte observerats inkluderas (successivt) i vidare testintervall.

Krets- och Kopplingsschema 2TGamma Version1 för Lilla Kopplingsdäcket — Se även mera utvecklat i Version 2

2Transistor-GAMMASENSOR FÖR EXPERIMENT Apr2016 efter originalet från Kainka 2011

Med reservation för eventuella fel i tecken-, symbol- och kretsöverföringen.

— EXEMPEL FINNS som visar: korrekt koppling, kass beskrivning. Det är lika bra att säga det med en gång.

PiN-diodens anslutning:

PINDIODENS ANSLUTNING I KOPPLINGSDÄCKET:

Foto: 5Maj2016 Bild Gamma2T-10 — PiN-diodens katod till vänster (en liten tagg finns på det benet).

Komponenter här virstift vänster ovan som tidigare (»2000-eran») fanns i riklig mäng (via företag som fortfarande uppvisade viss anständighet..) har på senare tid (efter 2010 ..) visat starka tendenser att försvinna från marknaden..

— Högra bilddelen visar hur PiN-dioden BPW34 och BP104 kan anslutas med material/kontaktstift som nu (2016) finns på ElectroKit:

— 3st hylskontaktstift som saluförs i brytbara längder (40st) överst som kortsluts via de närmaste två använd en av de fina koppartrådarna i en avklippt starkströmsledning: spänn fast de tre stiften i ett maskinskruvstycke, vira den fina tråden runt som på bilden, och DRA sedan i ena trådänden så att ALLA virade delar dras runt = garanterat åtspända moment; klipp av och böj in resten.

Montera sedan som på bilden två extra par hylskontaktstift neråt och skjut sedan in enheten i kontaktblecken PiN.

Hela den primitiva experimentanordningen — Grundformen med foliepaketet och 9V-matningen — visas nedan.

Foto: 4Maj2016 Bild Gamma2T-4

Utöver grundformen med foliepaketet och 9V-batteriet visar bilden ovan experimentuppkopplingar för variabel stabil batterispänning, alternativt matning från SMPS-enheter (switchade nätenheter med DC-utgång 9-24V).

FÖRSLUTNINGEN — material:

plast Svart sopsäcksplast

folie Vanlig ugnsfolie (Aluminium)

tråd Blank (förtennad Ø0,5mM) koppartråd

tejp Dubbelhäftande tejp

gummisnodd ENst liten gummisnodd

koppling Lilla Kopplingsdäcket

kabel Skärmad treledare

90mVtrig:

Allmän RESULTATBILD för 2TGamma:

För DSO —Digitalt lagringsoscilloskop — se DSO (manual med exempel).

Foto: 5Maj2016 Bild Gamma2t-37

Bidrag från kosmisk/terrestrisk strålning — Am241-preparatet inte direkt närvarande (minst 1 meters avstånd)

———————————————————————————————————————

triggnivå förekomst (10 räknade)

———— ——————————

200mVtrig: ca 1 förekomst per 6min amplituder i förekomsterna strax över triggpunkten

300mVtrig: ca 1 förekomst per 25min amplituder i förekomsterna strax över triggpunkten

———————————————————————————————————————

ALLMÄNT EXPERIMENTELLT KÄNT generellt grovvärde med

inverkan från kosmisk strålning vid Jordytan: 1 förekomst per cM² och minut;

PiN-diodens sensoryta enligt datablad (BPW34, BP104): 7,5mM² ; 100/7,5 = 13+1/3; 1 per 13 min.

Montering V1:

SÅ HÄR ENKELT KAN 2T-GAMMASENSORN SÄTTAS IHOP:

1. Sedan komponenterna insatts i Lilla Kopplingsdäcket (Se Krets&Schema):

— Cirka en halv A4 svart plast (sopsäcksmaterial) placeras under kopplingsdäcket; En bit dubbelhäftande tejp emellan låser däcket till plasten så att den kan viras maximalt tajt plasten säkrar elektrisk isolering samt skyddar mot ljusintrång:

2. Placera också en bit dubbelhäftande tejp alldeles vid kopplingsdäckets framkant så att plasten låser svepet efter nerviket, och PIN-diodens sensorkant framträder tydligt på ett fast ställe.

3. Vik ner framhållet under däcket och gör en låsning via en (liten, tajt) gummisnodd;

4. Använd ca en halv A4 vanlig ugnsfolie (Aluminium) folien ger en effektiv elektrisk avskärmning som sedan ska kopplas till batteriförsörjningskällan GND eller minuspol:

— Lägg en bit dubbelhäftande tejp under plasten vid kopplingsdäcket då att detta låser sig till folien för säker fast markering av PIN-dioden (området markeras sedan med t.ex. svart märkpenna);

5. Placera även här en bit låsande dubbelhäftande tejp vid kopplingsdäckets framkant så att nerviket för folien låser positionerna säkert:

6 Vik ihop den överskjutande framänden, och tryck ihop folien i änden mot den skärmade ledaren;

7. Använd ett par decimeter blank (förtennad) koppartråd för att koppla folien som elektrisk skärm till strömkällande minuspol.:

— Vira tråden runt folieänden och avsluta med en lämplig böj så att trådänden bekvämt kan skjutas ner i en av strömkällans anslutningsbleck.

Med ovanstående gjort, och strömkällan inkopplad, kan nu anordningen användas direkt tillsammans med ett DSO för studium och analys av gammaförekomster (med begränsad känslighet på grund av kretsens relativt breda brusgolv som dränker finliret).

Se även i Batterimatningen till 2TGammaSensorn.

2TGamma 5VoltsTest:

2TGamma5V-test

13Maj2016

———————————————————————————————————

Separat test med 5V-matning för jämförande resultatbild från 2TGammasensorkretsen.

Foto: 13Maj2016 Bild Gamma2T5V-1

Bilden ovan höger visar hela mätanordningen med batterimatningen 3×9=27V för test 5-18V (Se MosFet 3T-BCDvarPBSR). Här explicit med ändamålet att jämföra föregående 9V-matning med 5V.

Hur reagerar 2TGamma-kretsen på olika inspänningar — t.ex. uppåt, över 9V?

— Inte på annat sätt än att brusgolvets tjocklek ökar i samma proportion som känsligheten ökar; Ingen direkt observerad skillnad i netto effektiv känslighet, varken uppåt eller neråt, har observerats med förekomster vid matningsspänningen 18V.

2TGammaKretsens utgångsbrus — JÄMFÖRELSER:

BRUSFORMEN i utsignalen vilande för 2TGammakretsen VID SPÄNNINGSMATNINGEN 5V:

— Med 5V inspänning:

3×3-blocksOscillogrammnen nedan alla med koppling enligt mätpunkt A från 2TGamma T2c-out -- alla med PiN-diod BP104 [gamma-kvalitativt samma som BPW34] via Skärmlådan i V2.2:

JÄMFÖR i NoCap-oscillogrammen nedan — EXAKT SAMMA INSTÄLLNINGAR MEN detektorkretsens 1n-KONDENSATOR VID MÄTPUNKT B BORTKOPPLAD = ingen detektorkrets ansluten i GrönGul-OSCILLOGRAMMEN nedan Jämför NoBcap.

Mitten: 50mV/DIV---5mS/DIV — 2TGamma T2c-out Uin@5V02 -- Höger, del av DS-oscilloskopets Measure-data på brusbandet.

Vänster: 50mV/DIV--500µS/DIV -- typisk Am241-respons -- Utrig@36mV -- amplituderna GROVT typiskt 120-150mV. Am241-preparatet direkt på skärmlådan över PiN-dioden -- 10st/15sek.

Jämför NoBcap: Med Am241-preparatet samma som ovan MEN ALLA TYPISKT NU PÅ LÄGRE AMPLITUDER ca 50mV -- avlägsnat Am241 = ingen förekomst inom 30 sekunder -- annars grovt samtliga fall ca 10st/15sek:

50mV/DIV--500µS/DIV--Utrig@36mV@Uin5V02

— Med 9V51 inspänning ökar brusgolvets tjocklek från grovt DSOpeak50mV till grovt DSOpeak100mV:

— 9V51-nivån är ändläget i BCD-switchens utspänningsval i mitt exemplar av den använda spänningsreglerarkretsen. Se MosFet 3T-BCDvarPBSR.

Mitten: 50mV/DIV---5mS/DIV — 2TGamma T2c-out Uin@9V51 -- Höger, del av DS-oscilloskopets Measure-data på brusbandet.

Vänster: 100mV/DIV--500µS/DIV -- typisk Am241-respons -- Utrig@70mV -- amplituderna GROVT typiskt 200-250mV. Am241-preparatet direkt på skärmlådan över PiN-dioden.

Jämför NoBcap: Med Am241-preparatet samma som ovan MEN ALLA TYPISKT NU PÅ LÄGRE AMPLITUDER drygt 100mV -- avlägsnat Am241 = ingen förekomst inom 30 sekunder -- annars grovt samtliga fall ca 10st/15sek:

100mV/DIV--500µS/DIV--Utrig@68mV@Uin9V51

— Med 18V inspänning ökar brusgolvets tjocklek till grovt DSOpeak200mV:

50mV/DIV---5mS/DIV — 2TGamma T2c-out Uin@18V00 -- Höger, del av DS-oscilloskopets Measure-data på brusbandet.

Vänster: 100mV/DIV--20µS/DIV -- typisk Am241-respons -- Utrig@200mV -- amplituderna GROVT typiskt 250-350-mV. Am241-preparatet direkt på skärmlådan över PiN-dioden.

Jämför NoBcap: Med Am241-preparatet samma som ovan MEN ALLA TYPISKT NU PÅ LÄGRE AMPLITUDER ca 200mV -- avlägsnat Am241 = ingen förekomst inom 30 sekunder -- annars grovt samtliga fall ca 10st/15sek:

100mV/DIV--20µS/DIV--Utrig@152mV@Uin18V02

5V-matningens resultatbild

SIGNALMÄTNINGEN med Am241-preparatet placerat alldeles (tiondels millimeter) utanför stället där PiN-dioden sitter innanför Al-folien visade i ett fall med 40mVtrig 10st förekomster under 76 sekunder alla med amplituder ca 50mV typiskt som nedan;

50mV/DIV---100µS/DIV

— Cirka en förekomst var 7:e sekund. Am241-preparatet alldeles intill PiN-dioden med 2 skikt Al-folie emellan. 5V reglerad batterimatning.

Avlägsnas Am241-preparatet infinner sig ingenting — tills förekomster visar sig som kan tillskrivas inverkan från kosmisk strålning, typ, DSO-oscillogrammet nedan, den radikala amplituden på 200mV (händer kanske en gång varje hel eller halv timme i aktuell mätregion i genomsnitt via 5V-matningen):

50mV/DIV---100µS/DIV---40mVtrig: STORAGE Source2 RefA

— En tydlig kosmisk förekomst triggad av gammaemissioner — man får vänta 10-50 minuter på en sådan.

SÅ: Inga revolutionerande extra känsligheter är, tydligen, att vänta hos 2TGamma-kretsen enbart via alternativa spänningsmatningar, enligt ovanstående test (13Maj2016).

Batterimatningen till 2TGamma — MikroSwitchen

Batterimatningen till 2TGammaSensorn [Krets&Schema]

ANSLUTNINGEN TILL BATTERIMATNINGEN

Mikroswitchen

Foto: 5Maj2016 Bild Gamma2T-26

Bilden ovan visar det (kanske) mest bekväma (och förnämliga) — On-Off (med On-indikering):

— Kjell&Company (m.fl.) saluför små mikroströmställare med hävarm som på bilden med goda allrounddata (3A/125VAC).

— Den typen passar utmärkt i det lilla kopplingsdäcket SEDAN man använt en plattång och vridit anslutningsbenen 90°, så att de smiter in parallellt med däckets kopplingsbleck.

Mikroswitchens förnäma användning — enkel on-off-konstruktion:

— Högra figurdelen visar hur man enkelt kan förvandla mikroswitchens momentanfunktion till en dito FAST on/off.

Flera olika (lika goda) alternativ har visat sig genom historien för att göra mikroswitchen till en fast on-off med två distinkta lägen.

Vi studerar bildens konstruktion:

— Använd isolerad transformatortråd Ø0,7mM; Sätt i en bit (halvmeter) tråd i ett (litet) bordsskruvsstycke, fatta med plattång i andra änden: dra tråden rak; Använd sedan en längd 6cM. Böj till tråden (med plattång) som bilden visar se till att nederöglan blir tillräckligt smal så att mikroswitchens hävarm inte åker in där.

— Platta till tråden i nederkant och ev. vrid den passande så att inskjutningen i kontaktblecket inte blir större än ca 0,5mM.

Nu kan trådprofilen skjutas ner i blecket framför switcharmen:

— JUSTERA lutningen och passningen så att switcharmen precis glider ner under och låses då armen trycks ner. Genom att sedan putta trådprofilen, glider switcharmen åter uppåt: Två fasta lägen, ett för On och ett för Off, finns nu att välja på plus en momentan test OnOff om så önskas.

ANSLUTNINGEN TILL BATTERIMATNINGEN

Batteripolerna

Flera alternativa lösningar har visat sig för att (bekvämt) ordna (säkra) anslutningar till 9V-batterier. Se särskild sammanställning i Batterikontakter.

Vi studerar bildens konstruktion:

MATERIAL:

kabel flexibel ledare för svagström (delbar 3-ledare vit-svart-röd)

kontakthylsor (ElectroKit)

mässingsrör (Järnia [fabr. alfer], yØ6mM¦i5mM)

— Vi använder/sågar av en bit (2mM) som sedan sågas upp på mitten och används som (HÅRD) SpännRingFjäder för pluspolen (Ø5,5mM): Efter avsågning kan den smala ringen renfilas så: placera ett finger överst, ringen i mitten, filen under; dra lagom mjukt och sakta fram och åter.

Kabeländarna förtennas och förses med kontakthylsor i ena änden.

Använd plattången för att justera de tennade kabeländarnas tjocklek så att ändarna lätt kan skjutas in i hylsorna.

— Andra ändens förtennade kabeländar plattas ut 10mM för minuspolen och 5mM för pluspolen;

Minuspolen:

— Uppgiften är att via en plattång minimalt vika ut batteripolens fyra diametralt kopplade anslutningsbleck så att den tillplattade stela kabeländen kan skjutas/trycks in i skåran och sedan blecken böjas tillbaka för säker och fast montage, bilden ovan höger.

Pluspolen:

— Uppgiften här är att göra en liten »hängkrok» på den stela med plattång tillplattade kabeländen, hänga kroken över kanten på pluspolens kraterrand, och sedan en bart med fingrarnas hjälp pressa den stela fjäderringen över kroken och ner över pluspolen. Ringens (grymma) elasticitet garanterar en fast och säker anslutning.

MEN VAR NOGA MED ATT LÄGGA TILL EN SEPARAT SKYDDSHYLSA (krympslang) till en av batterikabeländarna för att eliminera oavsiktlig kontakt med experimentNisses många olika prylar på ElektronikBordet;

— En bit krympslag med en bit tandpetare som spärrar ger tillräckligt skydd:

Exempel: Skydd mot oavsiktlig batterikortslutning på en av kabeländarna då batteriet inte används med en bit krympslang som sitter fast via en bit instucken tandpetare:

— Typen (svart) LEDANDE SKUMPLAST för att kortsluta friliggande elektroder på en (i kiloohmområdet) gemensam elektriskt ledande kropp — och därmed skydda mot oavsiktlig kortslutning — blir inte en lyckad lösning i batterifallet: batteriet töms snart.

— OM batteriet kortsluts kan det explodera (med vådliga konsekvenser — batteriet utvecklar stark värme på kort tid).

Färdigt. Nu kan hela kretsbygget användas (Krets&Schema):

Foto: 5Maj2016 Bild Gamma2T-32

GRUNDSKÄRM — planjordning:

METALLISKA UNDERLAG med nollkoppling MINSKAR EVENTUELLA BRUMKOMPONENTER

Foto: 5Maj2016 Bild Gamma2T-34

— Undvik HELT ovanstående OSKYDDADE METALLUNDERLAG:

— Lägg bokplast över metallplattan, och reservera endast ett litet hörn för montering av jordkabel.

— RISKEN ÄR ANNARS ÖVERHÄNGANDE ATT typ FRIHÄNGANDE BATTERIKONTAKTER

under de laborerande mellanlägena då man flyttar omkring komponenter

KOMMER ÅT METALLPLANET MED FÖLJD I KORTSLUTNA = STEKTA = VÄL FRITERADE BATTERICELLER = kan sedan inte användas — direkt.

— Test på starkt överbelastade 9V-batterier i efterhand har visat att de återhämtar sig (efter timmar/dagar) och ger åter den fina rena störningsfria utspänningslinjen.

Test visar att matningsspänningslinjer ALLTID »renas» märkbart från olika komponenter (50Hz vågfenomen) om anordningens nolla (GND) ansluts till ett s.k. JORDPLAN — ett metallskikt (kopparlaminat, aluminiumplåt eller liknande) som placeras under anordningen.

— Enkla (ytterligare) test visar att den effekten förstärks ytterligare om också anordningen täcks över på övriga öppna sidor.

Bilden ovan visar en aluminiumplåt under kopplingsdäcket som anslutits till kretsens minuspol (GND) via en separat jordkabel.

V2: April-Maj2016

Krets- och Kopplingsschema V2 för Lilla Kopplingsdäcket

2Transistor-GAMMASENSOR FÖR EXPERIMENT Maj2016 efter originalet från Kainka 2011

Foto: 24Maj2016 SkärmLådan Bild--11;12.

Version 2 (V2 från V1) av

2TGammaKrets-Kopplingarna till lilla kopplingsdäcket

SAMMA SCHEMA SOM VERSION 1 — MEN MED AVTAGBART SKÄRMLOCK

——————————————————————————

Isärtagbar skärmbox — utan komplikationer — olika komponenter och dito värden kan bytas och testas obehindrat — se SKÄRMLÅDANS KONSTRUKTION

Förklaring till bilden nedan:

PiN-dioden uttagen nedan. Den monteras nedre vänster med katodsidan från hål No2.

— Skärmlocket kan dras av — och skjutas på igen — för analyser, tester och studier av olika möjliga komponenter.

— Aluminiumfoliens anliggning mot kopparlaminatet och den tajta passningen mot kopplingsdäcket tillsammans med den separata jordkabeln har visat sig fungera utmärkt.

— Tidigare försök med samma princip olika mekaniska tätningsförsök misslyckades DELS på grund av den känsliga elektriska skämningens osvikliga krav på exakt TAJT åtsmitning; Minsta lilla glapp åstadkommer katastrofala signalstörningar — typ lätt bumpning med ett pekfinger på bordet där anordningen står (fruktansvärda utslag). Och DELS på grund av ofullständiga insikter i HUR en effektiv signalskärmning ska göras: separat underliggande jordplan gör KANON.

— En särskilt enkel konstruktion garanterar f.ö. att ljusinsläppet till dioden i princip helt elimineras. Vidare detaljer nedan.

2TGammaKretsen på lilla kopplingsdäcket:

SKÄRMLÅDAN konstrueras ytterst enkelt med tjock (1,7mM) kartong — med noga planerade och utskurna mått, mitt exempel nedan. Kartongens översida bekläs sedan med vanlig aluminiumfolie (dubbelhäftande tejp på toppmitten som håller fast; vänd upp-och-ner och skär bort hörnen så att foliesidor kan vikas ner), foliens utsidor sedan invikna på kartongens nersidkanter (använd lim för att fästa; en tandpetare för att smeta ut limmet jämnt i detaljerna) så att folien sedan får säker kontakt med den underliggande rena kopparlaminatsplattan.

— VITSEN med skärmlådan är att den ska sluta TAJT mot lilla kopplingsdäcket (som sitter fast på kopparlaminatplattan under med dubbelhäftande tejp): skärmlådan SKJUTS/Pressas ner — tajt — över kopplingsdäckets formblock och hålls sedan SÄKERT på plats VIA detta. Den tajta passningen är avgörande för att folien ska ligga säkert an mot kopparen under;

— Ett hål finns upptaget i laminatplattan i ena hörnet med en insatt M2-skruv+mutter som håller den avgörande JORDKABELN, den ska kopplas till matningens GND = batterimatningens minus och garanterar att kopparplattan + folieskärmen fungerar som en elektrisk enhet med säker skärmning = minimala störningar utifrån.

Kretskopplingen Version V2.2 som ovan på lilla kopplingsdäcket:

Genom flera försök (och lika många misslyckanden) visade det sig (efter 7 svåra år och idel bedrövligheter — »jag ger mig aldrig, förutsatt man får vila emellanåt») att en helt enkel, praktisk SKÄRMLÅDA kunde konstrueras till 2TGammakretsen: version V2.2 som ovan.

WEBBEN (Apr2016) har veterligt ännu ingen motsvarande konstruktion att uppvisa. I varje fall inte för den kunskapshungriga gammaamatören — det är antingen »NASA-versionen» (foliepack typ SatellitApplikation) eller LödKolvsVersionen (»ihoplödda plåtburkar»). Flera olika gammabyggen finns på webben, ja. Men alla är (ALLTSÅ) av typen »komplicerade förseglingar» (Typ Version 1): kan inte detaljstuderas, alternativa komponenter kan INTE testas på något enkelt, snabbt och bekvämt sätt.

Här visade sig en praktisk lösning — efter viss möda.

Lådans lock (aluminiumfolierade tak+4 väggar) kan avlägsnas och återinsättas med friläggandet av det lilla kopplingsdäcket — för analys och insättning av alternativa komponenter. Så enkelt man kunde önska — och perfekt för var och en som själv vill studera kretsbilden och analysera innehållet, förutsatt tillgång till ett DSO förstås.

Skärmlådan, konstruktion:

METOD FÖR KONSTRUKTION V2

— Skärmlådan till 2TGammaKretsen

——————————————————————————————————————————

LÅDAN/locket kan LÄTT lyftas av — och sättas tillbaka, obehindrat, med bevarad elektriskt effektiv skärmkontakt =

Al-folien över lådan + kopparlaminatet under + AL-röret med tilledningar:

— Lådan AV TJOCK KARTONG måste tillverkas noga i passning med maximalt MJUK TAJT åtsmitning till lilla kopplingsdäcket + Al-röret som lådan ska skjutas ner över.

— NoProblemo — förutsatt NOGA måttsättning OCH UPPRITNING och att Ingenjören SKÄR KARTONGEN EFTER RITEN. Inget annat.

Foto: 24Maj2016 SkärmLådan Bild5 — PiN-diod BPW34

Med ledning av ovanstående och nedanstående mitt eget exemplar:

MÖJLIGHETEN TILL LJUSINSLÄPP via den tajta passningen säkras:

— Nerifrån: PiN-diodens tilledningsben genomtränger svarta klipparket PRECIS med den i papperets tjocklek inpressade benformen (efter inledande markering • 5mM • med knappnål) — ner i kontakthylsan under: ljusinsläpp den vägen blir i princip uteslutet;

— Uppifrån: Täckande aluminiumfolie över PiN-dioden gör sedan resten.

Att den enkla konstruktionen fungerar bevisas bara av kretsens praktiska funktion: galant.

OVANSTÅENDE VIRSTIFT I LISTER är från tidigare ELFA-sortiment (det ELFA-företaget verkar numera ha upphört, se ELFA). Andra anpassningar kan göras med andra komponenter.

— Virstiften (Ø0,7mM diagonalt) har här först demonterats ur sin listform, en Ø0,5mM tennad Cu-tråd har virats omkring den kvadratiska stiftstången för chuckpassningen som skjutits in i en horisontellt monterad borrchuck/borrmaskin, och sedan filsvarvats i änden (max Ø0,5mM) för passning i de mindre kontakthylsorna, varefter virstiftet åter insatts in sin listsockel.

MÅTTEN SOM OVAN ritas upp (med vässad blyerts) på den vita kartongen;

— Använd t.ex. Aluminiumfyrkantrör (Järnia) som ritverktyg för kanthållare och vanliga plastvinkelhakar mot kanthållaren med kartongen under; använd SHINWA stålskala som skärmothåll;

— Använd sedan en papperskniv för att skära upp lådformen; Skär inte igenom (testa först separat) utan lämna (1/10) oskuret; skär sedan bort hörnkvadraterna, och sist justera uppskärningen för den slutliga nervikningen av de 4 väggarna;

— Sedan lådväggarna fixerats (Se Monteringen): Avsluta med att lägga en bit dubbelhäftande tejp överst på lådtoppen, sedan aluminiumfolie över; Vänd lådan och skär bort kvadrathörnen; Vik ner foliesidorna, klipp av men lämna en liten överskjutande bit så att folieändarna kan vikas in inuti lådan (1cM); använd tandpetare för att stryka ut tunt med lim på kartongytan så att folien sedan kan vila fast mot lådans nedre insida.

— Sedan skärmkabeln monterats och kopplingsdäcket fixerats på kopparplattan: Avsluta med att resistanstesta och se att lådans folieskärm verkligen nollkopplar med skärmkabeln.

— ANLUTNINGSKABELN: Mitt exemplar en Ø2mM (röd) folieskärmad kabel med 2 interna ledare Brun-Vit + en friliggande blank tennad koppartråd, alla enkeltrådiga; Blanka = GND, Bruna = V+, Vita = Signal.

• Använd SKJUTMÅTT — tulla inte på tiondelarna utan »försök konstruera noga efter hundradelar» och anpassa den egna konstruktionen efter de komponenter som används: PiN-diodens infästning (lådväggens höjd för exakta skärspår så att PiN-Diodens yta sedan hamnar Exakt i folieplanet); hålupptaget för den skärmade kabelns dimensioner;

• Använd vanligTEJP-DUBBELHÄFTANDE tejp för att montera och fästa de olika detaljerna under monteringen;

• Arbeta med PINCETTER (spetspincett, plattpincett) för att TA/Applicera tejpen;

• Vid själva lådans avgörande hopmontering: Håll ihop hörnen utan att de glider in i eller över varandra, eller håll lådan direkt klämmande över kopplingsdäcket med ena handens fingrar; ta ett hörn i taget: applicera en smal (5mM) tejpremsa över hörnets nederkant (dra ut tejpen över avrivningstaggarna och använd en sax för att klippa av en smal remsa, plocka sedan upp remsan med pincett och applicera tejpen över lådhörnet) för att fixera lådväggen, och avancera sedan till nästa.

• KLIPPARKET under PiN-dioden typ BPW34 eller BP104, bägge finns på ElectroKit: Använd en knappnål och stick ut två hål (markera bara ytterst lätt) med 5mM mellanrum; För sedan in PiN-diodens anslutningsben via hålen (som nu trängs ut): Klipparket med den tajta passningen via hålen ser till att inget ljus når PiN-dioden underifrån — det är bara hålen vid tilledningsbenen som kan släppa igenom något;
— När sedan aluminiumfolien läggs över PiN-dioden på ovansidan, är möjligheten för ljusinsläpp i princip HELT eliminerad. Folien, tillsammans med den underliggande kopparplattan (med jordkabelns anslutning) tjänar sedan, dessutom, som effektiv elektrisk skärm som garanterar maximalt ren signalnivå.

Utvecklad Detektering:

DETEKTERINGEN till 2TGammaKretsen UTVECKLAS

————————————————————————————————————————————————

2TGammaKretsen V2 — Maj2016

DetektorKretsen, från 2TGammaKretsen

DETEKTORKRETSEN nedan HÖGER med OP:n CA3140 ger skarpa klara tydliga korta BlåFlasher då inställt toppvärde via 50K-potentiometern uppnås.

— Den UltraBlå Ø3mM lysdioden (bl.a. Kjell&Company) har här valts på grund av dess speciellt låga strömförbrukning vid speciellt höga ljussken. Transistorn BC546B kan i princip vara vilken som helst vanlig småsignaltransistor.

Men notera förstärkningseffekten:

EN ICKE PLANERAD ström-ÅTERKOPPLINGSVERKAN INTRÄDER som förstärker originalsignalen från 2TGammaKretsen. Se oscillogrammen i Jämför NoBcap.

FÖRNÄMLIGT kan man tycka till en början. Tills man upptäcker FALSKTRIGGNINGAR:

— Sporadiska brustoppar förvandlas (med misstänkt anmärkningsvärd frekvens = »mystiska, större antal, förekomster typ 1 varje tio sekunder» utan att någon strålkälla finns direkt närvarande) till en form av pulstypen (ibland i täta dubbletter eller tripletter)

som härmar gammaförekomsternas AC-originalpulstyp (DC-originalet typ )

Först med eliminering av strömåterkopplingen till den relativt kraftiga strömrusningen till FlashLysdioden upphör skuggfenomenet. Se kretsmodifieringen längre ner.

Oscillogrammet nedan från digitaloscilloskopets mätprob vid ingångskondensatorn till OP:n (signalen i oscilloskopet ser likadan ut på bägge C-sidorna)

Foto: 25Maj2016 SkärmLådan Bild15

— Ett gammakvanta från Americium 241-preparatet bryter kretsens normala brusgolv och visar sin karaktäristiska signatur.

— Alla webbkällor som illustrerar ämnet uppvisar samma karaktäristiska kurvform.

KOSMISKA FÖREKOMSTER får man vänta på — men de uppvisar desto högre amplituder:

Ovan ett sparat (DSO-Storage) exemplar på nära 300mV från 2GammaKretsen (normalt runt 50-100mV från Am241 vid Uin=5V) — grovt 1 förekomst per 20 minuter visas med Utrig=150mV och Uin@5V.

— Det finns enligt observation (ännu inget sådant sparat) ännu mera sällsynta, ännu högre tydligt kosmiska amplitudexemplar. Förekomster upp mot en halv volt har observerats från den friliggande 2TGammaKretsen.

NIVÅDETEKTORKRETSEN har för det ändamålet modifierats som nedan:

Detektorkretsen Modifierad: Se även FlashPotentiometern särskilt .

OP1:s höga ingångsresistans (1,5 TΩ) säkrar att ingen störning återkopplas till 2TGammaKretsen den vägen — via dess utgångstransistor (T2c).

Återstående möjliga störning till 2TGammakretsen via strömåterkoppling ordnas med extra depåkondensatorer VID OP-kapseln och FlashLysDioden.

— Oscillogrammet nedan visar nära identiska pulsbilder (T2c) Mätpunkt A = Ch2 och OP1out Mätpunkt D = Ch1. WSkillnaden är att den senare (135mVtopp) visar något högre utamplitud än den förra (125mVtopp).

— Skillnaden mot föregående enklare koppling återspeglas också i potentiometerinställningens lägsta möjliga värde för icke-flashning. Föregående lägst ca 35mV nu lägst ca 25 mV — men DS-oscilloskopet hänger inte med på den matematiken. Dess lägsta triggpunkt verkar vara just den angivna, ca 34mV vid 5V matning mot detektorkretsens ca 25mV.

DSO-oscillogrammet mätpunkterna A&D Detektorkretsen:

Missade förekomster:

Detektorkretsen visar speciellt:

DEN MANUELLA GRUNDTESTEN gömmer seriepulser som missas:

Am-241 enligt Testläge Figur 1 — 27Maj2016

Utsignalen här med DSO-proben till CA3140ut i Detektorkretsen.

FÖRST MED EN KÄNSLIG KOMPARATOR INKOPPLAD (första Detektorkretsen OP CA3140) framträder frekvensen förekomster mera rättvist.

DSO-oscillogrammen ovan visar — vänster — ett par närliggande Am-241-pulser, och höger en hel serie (4st).

— I de manuella försöken måste man nollställa (RUN/STOP) efter varje påtriggad pulsbild.

Förekomsten ovan höger visar 4 pulser på 8mS. Ingen vanlig dödlig hinner trycka/nollställa en tangent så snabbt (anstränger man sig med ett tidur hinner man starta/stoppa inom 5/100 sekunder — förutsatt max föregående intag av ApelsinJuice, Äpplen och Havre). När nollställningen är verkställd, har pulståget gått — för länge, länge sedan.

Motsvarande DSO-oscillogram, enstaka pulsexempel dock, med Modifierade Detektorkretsen:

Övre Ch2 CA3240.2out MÄTPUNKT C som triggar FlashLysDioden; Undre Ch1 CA3240.1out MÄTPUNKT D spänningsföljaren för/samma som 2TGammaKretsenOut.

Exemplet nedan, samma kanalform som ovan via Modifierade Detektorkretsen, visar hur ett par Am241-förekomster följs åt inom 85mS = 0,085 S — omöjligt att se med enstaka manuella SingleTrig via typ 50µS/DIV.

— En [enklare] CMOS-räknare [4029] klarar uppgiften galant.

SENSORKRETSENS KÄNSLIGHET Detector2 vid Uin=5V (potentiometern lägst från ca 25mV med Uin=5V) visar att DS-oscilloskopet INTE kan matcha den triggnivån. DSO-nivån lägst — för att inte få en skur av brustoppar i pulsbilden — är ca 34mV.

Sammanhanget ger totalt en något annorlunda MÄTPRINCIP — helt oberoende av DS-osilloskopet, eller bara helt enkelt oberoende av pulsbilden, enligt följande principsats:

Mätsats för pulsräkning — pulsTypOberoende:

MÄTSATSEN:

Förekomsten IndikeringsFlashar eller antalet räknade sådana kan alltid avstämmas mot AntaletFöre — inget preparat närvarande, och då helt oberoende av om det finns brustoppar som FalskFlashar eller inte — och antalet VID preparatets närvarande.

Vi behöver bara subtrahera (statistiska medelvärdet) för förekomsterna FÖRE från förekomsterna VID.

DS-oscilloskopet klarar inte en sådan avancerad övning — i varje fall inte mitt exemplar av »KinaSkåpet»

[Kineserna kanske har gömt dolda luckor på baksidan som får öppnas först vid Julafton under RefA].

MÄTEXEMPEL 29Maj2016 Detector2 med separat tillkopplad 4029-räknare, Uin=5V;

Utrig@23mV:

6st förekomster på 3 minuter utan närvaro av Am241-preparatet;

Am241-preparatet direkt på enligt Testläge Figur 1:

40st förekomster på 27,58 sekunder;

(3×60=180)/6 = 30 sekunder per förekomst ligger utanför Am241-preparatets PULSTRIGGANDE signalkraft med 40st inom 30 sekunder.

— Vi kan i detta fall alltså HELT frånsett inslaget falsktriggningar (även typ ev. kosmiska strålningsinslag):

— Testläge Figur 1 motsvarar med hjälp av särskild räknarkrets en detekterad Am241-gammafrekvens hos PiN-dioden BPW34 alt. BP104 i 2TGammaKretsen version V2 via triggnivån 23mV av

40/27,58 = 1,45Hz

Se vidare i RÄKNARKRETSEN.

Sample&HoldKrets -- 1Jun2016

Sample&Hold till 2Tgammakretsen

— ett sätt:

En Sample&Holdkrets har utprovats på lilla kopplingsdäcket till 2TGammaKretsen Samlad kopplingsbild i DetektorKretsen):

Kopplingsdäckets kretslösning för Sample&Hold-funktionen till 2TGammakretsens gammapulser:

— Senaste toppamplituden uppdateras med varje förekomst och kan läsas — under begränsad tid (minst flera sekunder) av med en digital eller analogt spänningsmätare.

Foto: 1Jun2016 Bild S&H2TG-2 --

Höger: Lilla Kopplingsdäckets komponentschema som i bilden.

Kopplingsschemat som nedan.

S&H-2TGamma — se Version V2.2 [Från Grundkopplingen] med hela 2TGammaKretsen i Detektorkretsen

1M-resistansen tillsammans med 47p-kondensatorn — SamplePulsen — har justerats något med bättre infångning av toppvärdet med insättning av ett 680K-motstånd. Se SamplingsPulsen 680K.

6V9-nivån

Men med följande förbehåll — stundtals exceptionellt trixigt att få fram:

— Inte alla OP-CA3240- kapslar visar vettiga resultat.

— Ur en serie (10St) nyinköpta CA3240-kapslar fungerar två godtyckliga utplockade direkt i kopplingen ovan. En (No3) CA3240-kapsel verkar INTE fungera korrekt — utgångsnivån avtar konstant mot noll under ca 50mS, medan korrekt funktion visar tämligen konstant utnivå på gammapulsens toppvärde.

Anledningen KAN vara att just den OP-kapseln också ingår i »mina allmänna testkomponenter» (väl använd under lång tid i många, många olika sammanhang). Och, med det avgörande förbehållet, att någon intern detalj skulle ha skadats — kanske, men här helt utan möjligheter att fastställa.

— Enda sättet att få klarhet i vad som gäller — innan ev. mera reguljärt instrumentbygge: Koppla upp ALLT på kopplingsdäck i görligaste mån och (som här) försök kolla upp om ev. olika OP-individer ev. uppvisar olika fason. OM så är fallet — och andra liknande »precisionselektronik» uppvisar liknande vildhästfasoner — är möjligen HELA kretskonstruktionen tillägnad speciella komponentindivider, där kretsen sedan INTE fungerar med en annan insatt individ.

Hur som helst är oscillogrammet ovan höger beviset:

— I DS-oscilloskopets TRIG MENU MODE=Normal växlar signalen vid G analogt med F och följer hela tiden F-toppnivån.

— Men inte under Uin=6V9 (de bägge lika fungerande OP-kapslarna CA3240): En av de bägge testade kapslarna fungerar från ca Uin=5V3, men inte den andra.

— Icke-funktionen består i att Ut-nivån vid G ligger stilla, strax över 0V och inte alls hänger med i F-signalens amplitudvariationer. Först från Uin=6V9 är bägge de testade OP-kapslarna med, bägge.

5V-funktionen kan återvinnas om »Pull-Up-motståndet 4K7» vid OP CA3240.1 i Sample&HoldKretsen

byts mot ett högre, 10K — som betyder »minimum SenseOffset = 5V/[1M/10K +1] = 49,5mV».

— Avkopplingen (680p) är inte kritisk: den kan undvaras helt.

KOSMISKA STRÅLNINGENS BIDRAG:

Kolla kosmiska strålningens bidrag:

Genom att ställa in Potentiometern R2.p i DetektorKretsen (långt — t.ex. 50mV) över 2TgammaKretsens brusnivå (runt grovt +30mV vid Uin=7V), kan vi med ovanstående krets kolla upp ev. resultat — direkt — från kosmiska strålningens resteffekter här nere på Jordytan

Generellt Jordytan: 1 förekomst per cM² sensoryta, per minut.

4ggr lägre vid ekvatorn än polerna.

Oscillogrammet nedan (efter ett antal minuter) visar en förekomst på drygt 200 mV vid Detektor-, Sample&Hold- och 2TGammaKretsen(V2.2)s matning Uin=6V9:

En tydlig 200mV gammaförekomst via 2TGammakretsens Sample&HoldKrets från kosmiska strålningens resteffekt här vid Jordytan (RegionKryss).

Den enkla avtagbara avgörande skärmlådan över lilla kopplingsdäcket.

BPW34-PiN-dioden likvärdig i respons och resultat med PiN-dioden BP104 (samma kapseltyp) enligt test.

— Ett svart klippark under dioden med tilledningsbenen igenom papperet som enda möjliga ljusinsläpp, samt aluminiumfolie täckande över dioden OCH DESS NÄRMASTE ELEKTRONIKFÖRSÖRJNING, ger det fullgoda skärmskyddet.

Separat jordkabel till kopparplattan + skärmlådans folie underst, kabeln kopplas till GND (minus9V) vid matningsblocket — som också har en underliggande kopparplatta jordkopplad.

Men, som vi ser, nivåkretsen hänger inte riktigt med — styrpulsen vid CA3240.1 är INTE dynamisk utan statiskt hoftad via en smal OnOff-puls från C=47p och R=1M; RC = 47µS:

Här en saftig förekomst på drygt 400 mV (efter en dryg halvtimmes väntan) vid Uin=6V9 som ovan.

— Genom att ev. minska endera RC-komponenternas värde kan Sample-pulsen kortas och därmed ovanstående höga amplitudtopp fås med.

— Mera avancerade Samla&Håll-kretslösningar finns. Men dessa kräver i gengäld mera elektronik (generellt ±-matningar med GND i mitten).

Samplingspulsen via 680K:

Med 1M ersatt av 680K — RC = 47P · 680K = 32µS ges ett bättre toppresultat:

— Nedan efter ytterligare runt ½ timme:

Det gick — då, alltså — att få fram en fungerande gammadetektor, tack vare intresserade personers bidrag. Se från 2TGamma.

RESULTATBILD 2TGamma:

ALLMÄN RESULTATBILD

Om vi ser till hur nivåerna ändras (Mode = Normal, Uin=6V9) med förekomsterna från Am241-preparatet som i oscillogramexemplet nedan,

kan vi med längre tidsbas (Mode=Auto: Blå ToppAmplituderna inom 50µS nederst ovan syns inte med tidsbasen 1S/DIV då på grund av deras smalhet) studera hur Am241-amplituderna varierar över längre TID med hjälp av S&H-kretsens utnivå (G):

Gula grafen (Mätpunkt G): 100-200mV generellt för Am241-gammaförekomsterna via 2TGammaKretsens Detektorblock (Sample&HoldKretsen) vid Uin=6V9 som ovan.

— Hold-värdet sjunker sakta och håller sig väl avläsbart inom 1 sekund.

Långtidstest — Kosmiska inslag:

LÅNGTIDSTEST — kosmiska bidrag

LÅNGTIDSOSCILLOGRAM — 50S/DIV, hela displayen 10 minuter — visar hela Sample&HoldKretsens uppförande vid Uin=6V9;

— G som ovan, toppvärdena, utgångsamplituden, F signalen från 2TGammaKretsen med de smala ca 50µS topparna som inte syns i denna upplösning.

DSO-oscillogram tagna från 05:00 2Jun2016 RegionKrysset med 2TGammaKretsens Sample&HoldDetektorkrets.

— Skärmlådan V2.2 står här helt fristående utan närvaro av Am241-preparatet. Enda möjliga signalkällor är då

resteffekter från kosmisk strålning

möjliga interferenser från omgivande apparater (kyl/frys,belysningskontakter) via den ännu oskärmade elektroniken utanför skärmlådan

Tills hela bygget får en egen skärmlåda vet vi inte säkert något om eventuella falsktrigg. Däremot har vi alltid den allmänna uppgiften till prövning att jämföra ovanstående med — ca 1 förekomst per kvadratcentimeter sensoryta per minut från den kosmiska strålningens bidrag, med ca 4ggr lägre vid ekvatorn än polerna. Sensorytan hos BPW34 och BP104 är 7,5mM, ca 1/13 av en cM². Medelformen skulle då ge ca 1 förekomst per 13 minuter.

KOSMISK MEDELFREKVENS:

Ovanstående visar 1 topp per i genomsnitt ca 3 minuter (6st per 20 min).

Huruvida frekvensen ändras dag/natt är här ännu inte vidare känt.

— Medelfrekvensen ovan — 8st på grovt 20 minuter — ger medelvärdet 1st per 2,5 minuter via Utrig=52mV och Uin=6V9. Högre Utrig ger lägre frekvens med högre amplitud.

SwitchPulsen för Samla&Håll:

Oscillogrammet nedan visar den centrala SampleSwitchPulsen vid MosFet-Gaten:

SwitchPulsen (Gul) här MED AM-241-PREPARATET PÅ SKÄRMLÅDAN vid Uin=6V9 efter insättning av 680K till MosFetGaten istf 1M som mera noga samplar upp toppvärdet i signalpulsen (Blå).

Mätpunkt F, se Samla&HållKretsen.

I 2TGammaBrus framträder de allmänna pulsamplituderna för Americium 241-preparatets utslag i 2TGammaKretsen vid olika inspänningar (5v; 9V; 18V) — med och utan 1nF-kondensatorn inkopplad (den som överför AC-signalen från 2TGammaKretsen till Detektorkretsen, se 1n-KONDENSATOR VID MÄTPUNKT B).

Gammapulsen vid 9V med 1n-kondensatorn där visar runt 200-250mV. Oscillogrammet ovan med Sample&HoldKretsens komponenter vid Uin=6V9 visar dryga 150mV — medan Uin=9V (Se BatteriSpänningsRegulatorKretsen) — visar typiska resultat som i oscillogrammet nedan:

SwitchPulsen (Gul) här MED AM-241-PREPARATET PÅ SKÄRMLÅDAN vid Uin=9V0 efter insättning av 680K till MosFetGaten istf 1M som (här i det högre Uin-spänningsfallet tydligen mindre än) mera noga samplar upp toppvärdet i signalpulsen (Blå) vid gulpulsens nedgång.

För Mätpunkt F, se Samla&HållKretsen.

Utgångsnivån vid G, samma situation som ovan med Uin=9V0, visar typfallet som nedan:

Samma typförekomster som ovan med Uin=6V9 — den avstämda spänningen för RC-komponenterna 47p×680K = 31,96µS:

SOM VI SER är det tydligt att S&H-kretsen total medför vissa extra förstärkningseffekter i originalsignalens visning: nära UGammaTopp = 300mV vid Uin=9V0, att jämföra (Se 2TGammaBrus) med den rena 2TGammaKretsens mera blygsamma UGammaTopp = 100mV vid samma ca Uin=9V.

— KretsEffekter ingen räknat med. Tydligen.

RäknarKretsen:

Räknarkretsen till 2TGammaDetektorn

I princip:

— 2st kaskadkopplade CMOS 4029 duger utmärkt.

I mitt testfall har använts en (gammal, egenkonstruerad) separat (avancerad) 1-siffrors 4029-räknare

Upp/Ner, Decimalt/Binärt, Preset 0-15, Master Reset, CountEnable, DivideByN, alla med NätInduktiva TouchPinnar [interna FlipFlops], ingen mekanik, som bara fungerar om enheten matas med nätansluten anordning: batterimatning ger urkass Touch-respons

som sedan kopplats till en extra separat uppkopplad 4029 på lilla kopplingsdäcket.

— Bilden nedan visar hela experimentanordningen med de olika kretsblocken (Jun2016).

2TGammaKretsens experiment- och analysanordning Jun2016

RÄKNARKRETSEN nedan i schema — förenklad med en insatt enkel 4029-räknare för den aktuella mera avancerade OneDigitCounter (den innehåller segmentavkodare och separat segmentindikator med mera avancerade valmöjligheter):

Räknarkretsen till 2TGammaDetektorn Jun2016 — Detektorkretsen — Sample&Holdkretsen

Uppkopplingen på lilla kopplingsdäcket separat för 4029.2 enligt bilden nedan:

Foto: 9Jun2016 Gamma2TnoR1 Bild 2

Hela anordningen i HELA EXPERIMENTANORDNINGEN.

Matningen till räknarkretsen (15mA totalt — det är OneDigit-delen med LED-segmenten som drar ström) är inte kritisk: Här har använts en separat (inte utritad eller medtagen i bilderna) DC-SMPS inställd på Uin=9V med efterföljande vanlig switchdiod (1N4148) och en 100µ-kondensator (dioden+kondensatorn tar bort SMPS-ripplet, se SMPS-RippleKill). Anslutningen görs i bilden ovan över texten CountSupply ON/off. OnOff-switchen är den bekväma SubminiatyrMikroSwitchen (KJell&Company) med den enkla anordningen för låsning/återställning.

MATEMATIKEN BAKOM

Matematiken till 2TGamma —

2TGammaKretsens Matematik

—————————————

Oscillogramresultat från Americium 241:

Oscillogrammen ovan från skärmlådan i 2TGamma version V2.2. Am241 som i TestFigur 1.

2TGammaKretsen fungerar också med NPN-transistorerna BC546B: Skillnaden är att gammapulstoppen ovan höger — 260mV från Sample&HoldKretsen (signalF nivåG) — i Kainkaoriginalets BC549C-transistorer är reducerad till ca 30% (78mV). Men så är också brusgolvet reducerat: känsligheten, minimalt, är proportionellt större: 11mV (R2.p) för lägsta gammaTrigg med BC546 mot KainkaOriginalets 36mV med BC549C: KainkaOriginalets BC549C-transistorer kan inte sampla signaler så lågt.

— Detaljen är på sätt och vis remarkabel (Terminologin beskrivs separat i SNR):

— Kainka-artikeln påstår att BC549C (Datablad Philips NoiseFigure = 1,2-1,4) skulle (på sätt och vis) vara fördelaktig ”på grund av dess låga brus”. BC546B (Datablad Philips NoiseFigure = 2), nämligen, visar högre brusfaktor — som, då tydligen, skulle antyda att den transistortypen skulle ge ett sämre resultat. Oscillogrammet ovan vänster visar tvärtom att BC546B visar lägre brus än BC549C — med motsvarande högre känslighet men lägre amplitud.

Resultatet i bägge fallen i netto (SignalTillBrus) är, tydligen, i stort sett samma ([250/36=6,9] = [78/11=7,1]).

Ersätts Kainkaoriginalets 2M2-resistor med en 10M blir en snabbkoll på resultatet i stort samma som ovan höger förutsatt Upot ökas till ca 44mV.

Den svåraste delen — och för vår del den mest angelägna: kretsens rent matematiska fysik.

Fattiga kretsdata i originalet

— Originalkretsens författare (Kainka 2011) ger ingen direkt upplysning av mera teknisk natur i 2TGammaKretsens egenskaper.

T.ex. omnämns ingenting om begreppet FÖRSTÄRKNING eller ens en antydan om vilken ORIGINALSIGNALEN (strömvärdet) skulle vara i PiN-dioden kontra 2TGammaKretsens responser och känslighet. Heller omnämns ingenting om test via Americium 241 i Kainka-artikeln; ordet eller termen Americium omnämns över huvud taget inte. Kretsens förmåga att detektera kosmisk strålning förefaller också anmärkningsvärt urvattnad: Författaren påstår

” An advantage of using a photodiode is its

small sensitive area. The background rate

due to cosmic rays is very low and signals

from small samples are easier to detect than

with a counter tube.”,

Measure Gamma Rays with a Photodiode Radiation detector using a BPW34, Kainka 2011 s22sp1;

” The possibility of accumulating readings

over a long time period lets us examine

samples where we would expect little or no

radioactivity. Here the photodiode works

better than the counter tube as the background

rate is practically zero. With a Geiger

counter there are almost always pulses

arising from cosmic rays: these hard gamma

rays also affect the photodiode sensor, but

because of its much smaller sensitive area

these events are much rarer, and so it is easier

to separate the wanted signal from the

background.”,

Measure Gamma Rays with a Photodiode Radiation detector using a BPW34, Kainka 2011 s25sp2;

Jag vet inte det, riktigt — oscillogramresultaten med kosmiska förekomster i Grundkretsen. Inslagen av förekomster från kosmisk strålning förefaller påtagliga, om än med långa (flera minuter, se BASDATA med sammanställningar i LÅNGTIDSTEST, KOSMISK GAMMARESPONS och KOSMISKA INSLAG) mellanrum.

— Med intervallet 30 sekunder (Kainka-artikelns grafer) är emellertid det kosmiska inslaget helt försumbart — frånsett dess karaktäristiska speciellt höga amplituder.

Jämförande DSO-oscillogram:

Kainka-artikelns jämförande oscillogram ”Figure 7. Readings over 30 seconds from a sample of a mineral containing uranium.” (Kainka 2011),

att jämföra med resultatet från 2TGammaKretsens Sample&Hold vid Uin=6V9;

Första svephalvan = 30 S: med Am241-preparatet direkt på skärmlådan (V2.2), sveptid 5S/DIV;

Andra svephalvan = 25 S: Am241-preparatet avlägsnat:

Vänstra halvan. Gula grafen: Allt, alla toppar/dalar utom exponentiellt avtagande (högra halvan) markerar responser från Am241-preparatet.

Högra halvan: Am241-preparatet tas bort från mitten.

Uin=6V9.

GROV JÄMFÖRELSE:

HORIZ=5s/DIV—VERT=50mV/DIV. Uin=6V9.

I stort sett likartade frekvenser — men med lägre amplituder i Kainka-artikeln, samt ett helt annat preparat ”.. sample of a mineral containing uranium.”

— Resultatbilden ovan antyder att 2TGammaKretsen med Sample&HoldKretsen är en känslig typ.

Kainka-referenserna:

Kainka-artikeln innehåller en del referenser

• Maximgruppens 4-OP-GammaKrets från 2003, aktiv fungerande länk (ännu 2016)
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN2236.pdf

• Erhan Emirhan and Cenap S. Özben:
PIN photodiode-based X- and gamma-ray detectors
PDF-LÄNKEN LEDER INTE TILL NÅGOT PDF-DOKUMENT — en turkisk webbsida kommer fram — men sökning på ”PIN photodiode-based X- and gamma-ray detectors” leder till ett värdefullt PDF-dokument (www.sciencemadness.org);
Dokumentet beskriver PiN-diodens beteende särskilt för gammadetektering — men enbart i kretstillämpningar för operationsförstärkare. Dokumentet ger en del förnämliga referensoscillogram som vi nu ser är typiska för gammaförekomster:

Oscillogram från Emirhan et al., (datumuppgift saknas — historien kan inte följas)
PIN Photodiode Based X and γ Ray Detectors – p.34/44
” Detection of small photocurrent by X and γ radiation is tricky job.
The work requires a lot of trial and error.
We are just in the beginning!”

Dokumentet innehåller samma upplysande formelsamling som i
Silicon PIN Diode Radiation Detectors — Carroll-Ramsey Associates 1999
http://www.carroll-ramsey.com/detect.htm

• C. W. Thiel:
An Introduction to Semiconductor Radiation Detectors
Dokumentet verkar inte finnas alls över huvud taget (Jun2016).

— som avhandlar operationsförstärkare: ingenting sägs eller refereras om själva den aktuella två-transistor-kopplingen. Inte ens en hänvisning.

— 2stegs-Transistorkopplingen som sådan — frånsett att en emitterresistans fattas i första steget (T1) — återfinns som ELEMENTÄRA FULLSTÄNDIGA TRANSISTORFÖRSTÄRKAREN. Den avhandlas utförligt — med ett inkluderat T1-emittermotstånd — i

TransistorAmplifier — Colin Mitchell (2013)

http://www.talkingelectronics.com/projects/TheTransistorAmplifier/TheTransistorAmplifier-P1.html

från figur 21.

Förstärkningen (A) i (den återkopplande, eng. feedback, 2M2-resistansen) tvåstegstransistorförstärkaren är: första transistorsteget gånger andra steget:

— Varje stegs förstärkning = förhållandet mellan kollektor/emittermotstånden:

KainkaKretsen:

A = Rc1/Re1 × Rc2/Re2

= 220K/? × 4K7/1K

= 220K/? × 4,7

Räknar vi med, enbart, kontaktresistansen (avancerat) mellan T1e och GND-matning som 1mΩ får vi

A = 220.000/0,001 × 4,7

= 1,034 T9

Se även i SNR och PiN-diodmatematiken för gammadetektering.

Men ingenting avhandlas om Kainka-2T-kretsens formtyp i Mitchells annars förnämliga dokument: emittermotståndet vid första transistorn finns inte med i KainkaKretsen. Den författaren (Kainka 2011) verkar heller inte överdrivet intresserad av just den aspekten: ingenting omnämns, ingen förklaring.

Webbdokument som beskriver just den typ av tvåstegs transistorförstärkare med feedback som KainkaKretsen baseras på har eftersökts men ännu inte påträffats — utom i fallet Kainka 2011 som ovan i 2TGammaKretsen. Men där ges som sagt ingen närmare kretsinformation.

— Vi studerar ett alternativt praktiskt sätt att lösa gåtfullheterna nedan i 2TGammaKretsens Komponenter.

KALKYLERNA — 2TGamma — hur kretsbildens förstärkning kan förklaras

2TGkomp:

2TGammaKretsens Komponenter

Med särskild fortsättning från SNR-matematiken i Kalkyl1 och Kalkyl2:

För att exemplifiera (någorlunda) godtyckligt har Uin=6V9 från Rpot-undersökningarna använts — tillsammans med en separat insatt mätOP=CA3140 (markerad orange i schemat nedan) i skärmlådan V2.2. OP:ns utgång har kopplats till den ordinära vita utgångskabeln. Och OP:ns ingång har sedan kopplats, alternativt, för de olika mätställena i nedanstående kopplingsbild:

Mätövning i Skärmlådan — 2TGammaKretsens analyseras via mätOP CA3140 — Jun2016 — 2TGkomp

Mätvärdena angivna ovan är ungefärliga:

— Smärre variationer sker kontinuerligt i parametervärdena. Men ovanstående utdrag — tillsammans med mer eller mindre fullbordade eller antydda enklare grovräkningar — visar ändå principen. Se vidare nedan från RESULTATBILDEN.

Kalkylkortet nedan visar ett sätt att realisera en grovuppställning renodlad från mätövningen ovan [‡] för beräkning av de olika resistansvärdena i 2TGammaKretsen:

Kalkyl3:

Kalkylkort Gamma2016.ods

Kalkylkortet Gamma2016.ods Tabell1-3 DIREKT FRÅN DEN HÄR WEBBLÄSAREN AGW.ods — se öppningsmanual om ej redan bekant — eller kopiera URL:en nedan till valfri webbläsare (vilket som fungerar — förutsatt att SVENSKA VERSIONEN av gratisprogramvaran OPEN OFFICE finns installerad på datorn) -- Använd Ctrl+PageUp/Down för snabb bläddring mellan tabellerna 1-3.

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell2 Maj2016 — 2TGammaKretsens komponenter.

Se även Kalkyl1 och Kalkyl2 i SNR-matematiken.

Vi ser att värdena man får stämmer — inte exakt, men ändå — tämligen bra med den aktuella 2TGammaKretsens originalkomponenter:

— R2=2M2; R3=220K; R4=4K7; R5=1K.

— R1-värdet är delvis redundant.

Anledningen framgår av RESULTATBILDEN nedan.

RESULTATBILDEN, 2TGanalys:

RESULTATBILDEN — i begrepp — antyder att

1. R1(220K) är överflödig — behövs inte, inte alls

2. R2 kan sättas LIKA PiN-diodens ekvivalenta viloresistans (3,15 GΩ) — t.ex. via en vanlig backspänd switchdiod 1N4148 (ca 2,7 GΩ vid 5V, resultat från tidigare separat mätning)

och som bekräftas (som förmodat — kretsens dynamiska förklaring) enligt testkoppling vid Uin=5V: ingen R1.

2TGammaKretsen utan spänningsmatning till PiN-dioden och R2 som backspänd switchdiod — 2TGammaKretsen i konsekvens av analys via mätOP CA3140 — Jun2016

Utgången T2cOUT i 2TGammaKretsen — se Skärmlådan Version V2.2 — ovan kopplad till Detektorkretsen med Sample&Holdkretsen (Gula grafen, Mätpunkt G) med den blå signalen från 2TGamma här direkt över HoldKondensatorn (HoldCap):

— Motsvarande OP3 i Mätpunkt F är befriad från oscilloskopprobens 1M-resistans och håller därför hållvärdet konstant (över flera sekunder). Här syns förekomsterna tydligare i och med att toppvärdet sjunker, och därmed framträder tydligt via en topp (på långa sveptider: 1S/DIV) på kredit av en snabbare urladdning av HållKondensatorn (RC=1M·100n=0,1S).

Parametrar: Uin=5V00; DSOUtrig=6mV; UpotTrig[R2.p]=7mV

GUL GRAFTOPP = GammaSignalens registrerade toppamplitud från Sample&HoldKretsen;

BLÅ GRAF (digitaloscilloskopet klipper topparna med upplösningen 1S/DIV) = GammaSignalen från 2TGammaKretsen via spänningsföljaren OP3 Mätpunkt F;

Digitala oscilloskopets (DSO) oscillogram överst: 50mV/DIV—1S/DIV

— 2TGammaKretsens signal sedan Am241-preparatet avlägsnats;

Digitala oscilloskopets (DSO) oscillogram mitten: 50mV/DIV—1S/DIV

— 2TGammaKretsens signal med Am241-preparatet över PiN-dioden enligt TestFigur 1;

Digitala oscilloskopets (DSO) oscillogram underst: 50mV/DIV—100µS/DIV

— Som ovan men med visning på en enskild GammaPuls (38mV) via tidssvepet 100µS/DIV.

• Kretsen ovan fungerar INTE utan C1 — 100n är tydligen också optimalt (»bästa värdet»): mindre värden ger lägre amplituder (och lägre brus);

• Kretsen ovan fungerar upp till ca max Uin=7V35:

— Högre inspänning än ca 7V35 resulterar i att brusnivån växer, sakta (inom tiotal sekunder), till en punkt där överslag sker (tills dess: normal respons visas, så länge det varar) och självsvängning inträder.

Funktionen förklarad:

Det förklarar funktionen — Tydligt:

KRETSSCHEMAT i 2TGammaNoR1.

SPÄNNINGSFALLET U (illustrationen ovan, bild 3) mellan Basen till ingångstransistorn T1 — den spänningen ligger DC-räknat ca 40mV UNDER U(R5) — och T2-emittermotståndet (1K) — den spänningen ligger DC-räknat ca 40mV ÖVER T1b — SOM FÖLJD AV iGammaPiN INSTRÖMMEN TILL T1-basen — GYNNAR = ÖKAR T1-basströmmen ytterligare och så länge T1b-strömmen matas av PiN-diodens strömenergi = GammaKvantats resulterande laddningsflöde: U[T1be] ÖKAR i netto.

När T2 stryps som följd av att T1 leder, avtar samtidigt T1e=U(R5) — och därmed en MINSKNING i U: strömvägen från R5 in till T1-basen avkänner lägre spänning med växande PiN-diodström, vilket återkopplar en motsvarande påplussande basström in till T1b: U[T1be] ÖKAR i netto — och så länge T1b-strömmen matas av PiN-diodens strömenergi allt i dynamisk förening med C1-kondensatorn.

— Ekvivalenta dynamiken utpekar då att PiN-diodens källsignal — GammaKvantats Lokala StrömEffekt — »trycks eller PUTTAS in i 100n-kondensatorn» (utan denna går det inte) I TAKT MED att 2T-kretsen SÅ återkopplar via R2.

— R2 kan (således) vara i storleksordningen som R(PiN)[3,15 GΩ], analogt omkring »samma strömdrag», vilket också bekräftas av insättningen med R2 = 1N4148 switchdioden med sin backresistans (vid 5V) som ca 2,7 GΩ:

— 2T-kretsen utan R1 reagerar, tydligen, på GammaKvanta från Am241-närvaro.

Så kan 2TGammaKretsens FUNKTION förstås:

Funktion och förstärkning förklaras

FeedBack-resistansen (R2) MATAR 100n-kondensatorn — med en genomsnittlig återkopplingsfördröjning (Standard TTL Propagation Delay Time = 10nS) som varar så länge insignalen ändras — med signalamplitudens (stegvisa, »pumpande») ökning PRECIS så länge amplituden (källans signalenergi) växer. Utan R2 ingen effekt.

— Då kan hela 2TKretsen FÖRSTÄRKNINGSFYSIK förklaras på STRÖMMENS RÅFÖRSTÄRKNING i de bägge transistorerna:

— BC549C har drygt β=500, enligt separat hFE-uppmätning på ett antal exemplar: Basströmmen till T1 via β=500 — som matar/styr basströmmen till T2 — ger T2 dess kollektorström i(T2[ce])= i(T2[be]) · β. Och därmed:

— Totalt A = 500² = 250.000 — SAMT gånger antalet återkopplingsperioder (10nS) som ryms inom (grovt) den observerade signalpulsen (50µS) ut från 2T-kretsen.

— Allt taget via en förutsatt låg (1Ω) ingångsresistans.

Förstärkningen blir

A = β² · 50µS/10nS

= 500² · 5000

= 1,25 T9

Det är precis samma ungefärliga resultat som i Förstärkningen i Matematiken till 2TGamma beräknat på annat sätt (normala tvåstegstransistorkretsens totalförstärkning med ett T1-emittermotsånd inkluderat men som Kainka-kretsen inte har)

A = 1,034 T9

Med i(Gamma) till PiN-dioden från Am241-preparatets 60KeV-kvanta som 28pA blir utgångsamplituden i mV med A=1,25 T9 lika med

u = [i(Gamma)=28pA] · [A=1,25 T9] · 1Ω

= 35mV

Oscillogrammet (2T-kretsen, nedre) ovan i exemplet med Uin=5V visar 38mV.

38mV

— Jämför beräkningsformen ovan sammanställd i kalkylkortet nedan: 35mV.

Kalkyl4:

Kalkylkort Gamma2016.ods

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell2 Maj2016 — 2TGammaKretsens komponenter.

Se även Kalkyl1 och Kalkyl2 i SNR-matematiken.

Utspänningsamplituden stämmer — tydligen förvånansvärt bra efter innehållets (många omständliga) grovräkningar.

För MAXIMGRUPPENS referensdata ovan se 28pA-referensen.

PiN-diodens STRÖMRESPONS

Carroll-Ramsey Associates REF — PiN-diodmatematiken — Kalkyl 5

PiN-diodens gammaeffektiva strömrespons

Ramsey (1999) nedan ger i sin webbreferens ett räkneexempel via ”an approximate formula -- accurate enough to be useful over a wide range of gamma ray energies” som resulterar i en ”radiation-induced current in the diode” på 2,53 pA; 588.870 Bq/cM², PiN-diod PDC 24S i detektering ”at a distance of 10 cm” från ett idealt punktformigt gammapreparat med aktiviteten 10mCi (”gamma-ray energy = 511 KeV annihilation radiation”). Maximgruppens resultatform till jämförelse med (deras oscillogram) 280mV gammapuls ur en total TIA-förstärkning på 1 T10 ggr med PiN-dioden BPW34 som gammasensor ger motsvarande originalström 28pA. Den resultatbilden kommer att refereras till på flera ställen i denna presentation som grund för vidare jämförelser och utvärderingar.

Ramsey-komplementet: Ramseykällan (SILICON PIN DIODE RADIATION DETECTORS) har en tidigare upphittad (men först nu 30Jun2016 lokaliserad) mera utförlig make — delvis samma textpartier men betydligt mera omfattande — i webbkällan

Detection Technology, Inc., Micropolis, Finland. (datumuppgift saknas, [1995/1997])

DETECTION OF X-RAY AND GAMMA-RAY PHOTONS USING SILICON DIODES

http://lens.unifi.it/ew/dwl.php?dwl=ZGF0YXNoZWV0cy9YLXJheV9TaV9QaG90b2RbNl0ucGRm&mtyp=application/pdf

Den källan klargör mera tydligt storleksordningen hos de PiN-diodströmmar som sammanhänger med gammadetektering — picoampere till nanoampere:

” For dose-rates encountered in laboratory monitoring or general survey applications, the

radiation-induced photo-current produced in Si diodes normally ranges between ~10^–12

and ~10^–8 amperes. Such small currents demand particular care in the design and

implementation of amplifying circuitry.”.

Källan ger flera exempel via sambandsformen nedan:

— Sambandsformen klargör speciellt — given labmetrik: given PiN-diod, fast mätavstånd — att PiN-diodströmmen (i) är proportionell dels mot gammaenergin (Eav) och dels mot radioaktiviteten (N).

— En särskild sammanställning i Kalkyl 6 som make till Kalkyl 5 visar speciellt att PiN-diodströmmar i området nanoampere — som ofta inte sällan delvis kaotiskt [iPiN-60KeV-strömmarna på Webben] omnämns i de olika DIY-gammaprojekten i association med PiN-diodresponsen — INTE sammanhänger med låga gammaenergier (60KeV från Americium 241) och låga radioaktiviteter (Am241-typen från gamla rökdetektorer med 1µCi).

— PiN-diodströmmar i området nanoampere är alldeles tydligt reserverade för STORA radiopreparat (ental eller tiotal milliCurie), HÖGA gammaenergier (mega elektronvolt) över STORA mätavstånd (många centimeter).

I dokumentet

SILICON PIN DIODE RADIATION DETECTORS — Carroll-Ramsey Associates, 1999
http://www.carroll-ramsey.com/detect.htm

” For energies above approximately 60 KeV, photons interact almost entirely through Compton scattering. Moreover, the active region of the diode is in electronic equilibrium with the surrounding medium—the diode package, substrate, window and outer coating etc., so that Compton recoil electrons which are produced near—and close enough to penetrate—the active volume of the diode, are also detected.”,

” For this reason the overall detection efficiency at 150 KeV and above is maintained fairly constant (approximately 1%) over a wide range of photon energies.”.

ges utförliga (men inte helt exakta) samband som kopplar till PiN-dioden i applikationer för gammadetektering (här delvis andra beteckningar):

i = N·A·r · Eav · e / j

i PiN-diodströmmen i Ampere

N Infallande gammaflöde — (Gammas per sekund = Bequerel = antal per sekund) per cM²

1Curie(Ci) = 37 T9 Bequerel(Bq) = 37 T9 sönderfall/S:

thetaN = 1µCi Am241 = 37 T3 Bq = RadioAktiviteten;

i = ln2/thetaN = 1,87337 t5 S;

thetaFrekv = 1/i = 53379,716 Hz = thetaN/ln2;

Se även Radioaktiviteten i EXEMPEL i Radiofysiken — hur ovanstående beräknas.

— I vårt fall är Americium 241-preparatet koncentrerat till en liten cirkelrund ca Ø2mM yta nedsänkt i botten på en Ø6mM metallknapp; Am241-ytan: A = πr² = [3,14](1mM)²= 3,14 mM²;

— Med bevarad täthet i förekomsten ska Bq-värdet ~53380 per cM² vara 100mM²/3,14 mM² ~ 32 ggr större: sensorytan motsvarande omräknad till en (1) cM², således med bevarad täthet:

N = 32 · 53380 = 1.708.160.

” Flux of incident gamma rays (gamma’s / second-cm²)”.

A PiN-diodens sensoryta utryckt i kvadratcentimeter — BPW34 = BP104 = 7,5mM² = 0,075cM²

r PiN-sensorns detekteringseffektivitet — 1 för 100% (från ca 10KeV) — 0,01 vid ca 150KeV

” Detection efficiency (assume constant = .01)”.

Eav = (1/2) · E · (2E/m₀c² + 2E); E = aktuella gammaenergin i eV; 60KeV för Am241:

m₀c² = 511 KeV för gammastrålning (per elektron) från elektron-positronannihilation;

” Average energy of recoil electrons in detector, expressed in eV”; källan ger sambanden som ovan; E=hf.

e elektronladdningen 1,602 t19 C

j JONISATIONSKONSTANTEN FÖR KISELSUBSTRATET I PIN-DIODEN i eV = 3,6 eV

” Ionization constant in silicon = 3.6 eV / electron-hole pair”.

Ramsey ger i EXAMPLE en beskrivning av en PUNKTFORMIG strålkälla (”Consider a 10mCi point-source ..”), och utvecklar exemplet med denna via en distans (10 cM) till en PiN-detektor (PDC 24S).

— Vi är, här, INTE hjälpta av den beräkningstypen: Am241-preparatet från den gamla rökdetektorn (MEXICO 2001) ligger som ett ytoxidskikt på en nedsänkt Ø2mM cirkulär metallplatta i en större t1,5mM Ø6,25mM stålknapp med ett typiskt strålbälte som bestäms av den aktuella oxidytan (Ø2mM). Det finns ingen utpräglad sfärisk analogi i den byggformen. Så, vi kan inte utan vidare anta uppställningen ovan till jämförelse.

Se vidare nedan från ØRED.

Vi känner inte detekteringseffektiviteten för den aktuella PiN-dioden (här använda BPW34 och BP104).

— Men vi vet ett i-värde från MaximGruppens 4-OP-GammaKrets:

MaximGruppens PiN-diod är QSE773. StrömData är likvärdiga med BPW334 (och BP104). Men QSE773 har annan form med mindre sensoryta 2,71mM² mot BPW43/BP104:s 7,5mM².

Databladet (Fairchild) är magert på QSE773-sensorytans data (ordet area för sensorytan finns inte ens med) — ingen direkt information om var — exakt — den sitter, annat än »på den snedskurna framsidan» [en ritad pil med texten ”SENSING SURFACE”].

QSE773 med sin mindre sensoryta är f.ö. också snabbare: 50nS Rise/Fall mot BPW34/BP104 med 100nS Rise/Fall.

— Utsignalen i deras oscillogram visar runt 280mV;

— 4-OP-blocket innehåller OP1=TIA-OP med 10M = 1 T7 ggr förstärkning; efterföljande tre OP:s är kopplade som inverterande vanliga OP-förstärkare [‡1] med 10ggr förstärkning per steg — Totalt: 1 T10 ggr motsvarande TIA-förstärkning från i-strömmen:

i = 280mV/(R = 1 T7 Ω · 10 · 10 · 10) = 2,8 t11 A

= 28pA ; PiN-diodströmmen från 60KeV-gammakvantat från Am-241 i MaximGruppens 4OPKrets

ØRED = 100%:

Införd justeringsfaktor, förklaras nedan

Förutsatt att Am241-preparatet omsätter HELA oxidskiktets radioaktivitet till PiN-dioden (ØRED=100%, vidare nedan), ger en

insättning i Ramsey-sambandet ovan för i ett detekteringseffektivt r-värde på

r = 0,865

Kalkyl 5: — Se även jämförande värden i Kalkyl 6 —

Ramsey-sambanden sammanställda för beräkning av PiN-diodens prestanda + en tillagd justeringsfaktor ØRED — DIAMETERREDUKTION — som beskrivs och förklaras vidare nedan.

Kalkylkort Gamma2016.ods

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell3 Maj2016 — PiN-diodens effektiva gammarespons. Samma som i Kalkyl 6 men med avkortad högerdel.

ØRED — »DiameterReduktionen»

— »radiostrålitetens diameterreduktion» explicit för Am241-preparatet, enligt TestFigur1 + experimentella resultat efter Mätserierna med Am241-Ramen

Högra tabellsidan cellräkning:

Enda möjligheten att få Ramseys r-värde i närheten av det påstådda 1% (för gammakvanta runt 150KeV) är om ovanstående grovform antas — specifikt för Am241-preparatet:

Am241-PREPARATETS PLANSKIKT — röda i figuren ovan — indelar först radioaktiviteten i två diametrala »världshalvor»: en övre del med 50% »strålitet» som aldrig når PiN-dioden. Och en likadan undre del 50% strålitet — varav bara en del når PiN-dioden under med preparatknappen lagd max nära, Al-folien (0,02mM) emellan.

Delen som bortfaller av den undre tillgängliga stråliteten är uppenbar så länge något, alls, avstånd finns mellan den radiostrålande preparatytan och den avkännande sensorytan: distansglipan emellan dessa garanterar visst radiobortfall.

Om vi, då, antar att ytterligare 50% bortfaller från den tillgängliga undre 50%-iga kvarvarande effektivt tillgängliga radioaktiviteten — Alltså: endast totalt 25% av hela preparatets radioaktivitet når PiN-dioden vid max nära placering — får vi r = 5,4%.

— Det är tydligen (enligt Ramsey ”assume constant = .01”) den mera rimliga praktiska siffran för PiN-diodens detektoreffektivitet (i området 60 KeV), och förutsatt i-värdet 28pA antaget korrekt från MaximGruppens resultat.

Exemplet i Kalkyl 5 understryker helheten

Om uppgiften gäller att försöka beräkna PiN-diodprestanda FÖRE experimentella utformningar — utan omfattande matematiska grundarbeten som beskriver alla möjliga former — har vi inte mycket hjälp av typen ovanstående uppställningar i Ramsey-blocket.

Ramseys uppställning, och alla liknande, är tydligen bara till hjälp i efterhand, som övergripande mera fullständig förklaring eller beskrivning: För att — någotsånär — bekräfta, eller kanske formulera per matematik, en redan uppnådd empirisk — experimentell — resultatbild. Och sedan därifrån möjligen som grund (med kända ingredienser) som bas för en utvidgningen till andra områden — ännu obeträdda.

Beräkningarna som sådana säger oss inte mycket för resultatbilden till GammaKretsarna (2TGamma). Men beräkningarna är ändå, tydligen, värdefulla referenser — mer eller mindre fullständiga — för att få en viss, om än vag, orientering i vad som gäller.

Jämför Ramseys eget Example: en helt annan formfysik: punktformig, sfärisk, strålkälla 10.000ggr starkare (10mCi) än i vårt 1µCi Am241-60KeV-fall.

Inte — direkt — vårt bord.

——————————————————— ‡1

Jämför kopplingsbilden i

Electronics Tutorials — INVERTING OPERATIONAL AMPLIFIER, 1999-2016

http://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_2.html

MaximGruppens författare ger i sig igen upplysning om kretsbildens elektrotekniska detaljer: ingen detaljerad kretsbeskrivning antyds, inte ens ett värde för totala förstärkningen, eller förstärkningsvärden över huvud taget..

PiN-DIODMATEMATIKEN FÖR GAMMADETEKTERING

PiN-GammaMath — se även i Ramsey-sambanden

PiN-diodmatematiken

PiN-diodmatematiken för gammadetektering

ILLUSTRATION TILL PiN-diodens gammaresponser från Americium 241 — 1,0µCurie-preparat från gammal rökdetektor MEXICO 2001:

— Gammakvantat i PiN-diodens halvledarmaterial åstadkommer en liten elektronström under max ett mindre antal mikrosekunder. Den verkan förstärks och segas ut via kringkomponenternas egenskaper och kraftmatningen till anordningen.

— KELVINSTRÖMMEN — Dark Current vid rumstemperatur, typiskt 2nA enligt databladet — motsvarar PiN-dfiodens öppna termiska strömväg enbart på grund av halvledarmaterialets egentemperatur. På den grundströmmen, eller den basen, läggs sedan eventuella gammakvantas strömbidrag. Se även 28pA-referensen.

LADDNINGSMÄNGDEN

Q = it

bestämmer under alla förhållande strömtransporten (i=Q/t):

— För ett 60KeV gammakvanta (Americium 241) som försöker ta sig in i ett kiselsubstrat — elektronExcitationsenergi 3V6 — kan som mest — max — antalet

N = 60.000eV/3,6eV

= 16.667

= 1/(6 t5)

elektroner bilda laddningsström i en (kiselbaserad) PiN-diod.

Pin-Dioderna BPW34 och BP104, bägge likvärdiga data (för gammadetektering):

Med en allra minsta aktiveringstid på 2,5µS

Maximgruppens oscillogram 280mV-5µS — med 5µS-pulsens klockform approximativt halverad som formen för en primär energieffektiv källpuls i PiN-diodmaterialet —

http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN2236.pdf

kan användas som praktisk exempelreferens i prövning av sambanden

blir absolut minsta fysiskt möjliga källströmmen i PiN-dioden från gammakvantats påhälsning

iMIN = (Q=1e)/t

= 6,408 t14 A

= 64,08 fA ; f för femto- Absolut minsta PiN-diodströmmen

Motsvarande absolut största fysiskt möjliga källströmmen i PiN-dioden — 100% effektivitet med hela potten100% gammaenergi fördelad i PiN-diodens material — från gammakvantats påhälsning blir

iMAX = (Q=16.667e)/t

= 1,06082 t8 A

= 10,6082 nA ; f för femto- Absolut största PiN-diodströmmen

Största delen av 60KeV-kvantat går förlorat genom interna rekyleffekter (se Relaxationseffekten nedan), och bara en (mindre) del kommer att excitera PiN-diodmaterialets elektronladdningar för intern ström. 28pA-referensen i Maximgruppen 4OP-krets — TIA-förstärkning 1 T10 ggr — visar i det konkret praktiska Maxim-fallet att endast antalet

forts .

n(Q) = it/(e=1,602 t19 C)

= (28pA)·(2,5µS)/e

= 7 T17 C/e

= 437

= 2,6% av totala källenergin

Jämför KALKYL 5 — PiN-diodens detekteringseffektivitet:

— Det finns ICKE REFERERANDE uppgifter i Gör-Det-Själv-Gamma-Byggena som påstår

— eller rättare sagt, får det att se ut så, utan vidare klargörande :

” Considering that an average gamma radiation event produces only around 10 nanoamps for about 50 microseconds ..”;

USE A CHEAP PIN DIODE AS A GEIGER COUNTER, 2014;

http://hackaday.com/2014/10/25/use-a-cheap-pin-diode-as-a-geiger-counter/

” The current pulse from the generated charge carrier pair is only a few Nano amperes.”;

TRADITIONAL VERSUS PIN DIODE GEIGER COUNTER, Bernd Laquai 4.9.2012

http://opengeiger.de/Geigerzaehler_en.pdf

” The major challenge for a PIN diode counter is the immense amplification required to produce a click

from a 50us long and 10nA weak current pulse caused by a single radiation quantum.”

PIN-DIODE COUNTER, Bernd Laquai 4.9.2012:

http://opengeiger.de/PinDiodenZaehler_en.pdf

” The BPW34 shows up with a dark current of typically less than 2nA when it is reversely biased at 10V. This is important when the intention is to detect current impulses in the Nano ampere range.”, källa som närmast ovan.

NOTERA ATT INGEN AV DE OVAN CITERADE KÄLLVERKEN GER MINSTA LILLA REFERENS TILL DE OLIKA PÅSTÅENDENA.

att strömmarna i PiN-dioden (BPW34) som bildas av inkommande gammakvanta ligger i storleksordningen nanoampere — PiN-diodens mörkerström — samt

”.. generate charge carriers for a few nanoseconds” , källa som närmast ovan.

— Som räkningen ovan visar — samt sammanställningen i Kalkyl 5 och särskilt i Kalkyl 6 — FÖREFALLER den kvantiteten nA INTE rimlig FÖR DE SVAGA ENERGIER (60KeV) OCH LÅGA RADIOAKTIVITETER (1µCi) SOM Am241-PREPARATET INNEFATTAR (→100% PiN-effektivitet: alla 16.667 elektroner deltar);

— Detektoreffektiviteten hos en PiN-diod växer med allt lägre gammaenergi (100% vid 10KeV, Ramsey 1999). I vårt aktuella fall (området 60 KeV gammakvanta) ska effektiviteten, grovt, ligga på nersidan om 5% (Ramsey refererar PiN-gammaeffektiviteten runt 1% för området 150 KeV).

Ytterligare ett sätt finns att grovräkna för att kontrollera rimliga proportioner om uppgifterna anspelar på TID som 60 KeV-gammakvanta »håller på» i en PiN-diod:

— Med hjälp av (från år 2003) grunddata från Maximgruppen:

— 280mV gammapulsamplitud under max 5µS med totala TIA-förstärkningen 1 T10 ggr, GER uppenbarligen en PiN-diod-gamma-utgångsström på 28pA: Energin blir:

E(Maxim) = Pt = 0,28V·28pA·5µS = 3,92 t17 J med effekten

P = Ui

= 7,84 t12 Watt

— Energin = E = 60 KeV = 9,6 t15 Joule — totalt 100% gammaenergi:

— Med max antagen 5% PiN-effektivitet från Kalkyl 5 (60KeV-området) omsätts 4,8 t16 J ;

Effekten under antagen tid 2nS blir då:

P = E/t = Ui = (4,8 t16 J)/2nS

= 2,4 t7 Watt:

— Det är drygt TRETTIOTUSEN gånger mera än den aktuella effekten.

Uppgiften ”2nS” för ett gammakvanta att generera respons i en PiN-diod är därför INTE rimlig. Mera anständiga reaktionstider — inkluderat efterklanger och frekvensekon i materialet — ligger i området enstaka µS. Se även vidare nedan i ELEKTRONERNAS RELAXATIONSTID.

Ytterligare ett sätt nedan (Orimliga PiN-diodströmmar).

Anledningen till »tokuppgifterna»?

— Strängt taget (2016) finns »icke mycket kött på benen» i ämnet som BEGRIPLIGT UTAN ABSTRAKTA DOKTORSAVHANDLINGAR I MATEMATISK ALGEBRA beskriver-förklarar PiN-diodernas uppförande i gammasammanhang: Beskrivningen av den matematiska fysikens grund i ämnet är mer eller mindre besvärande urfattig — jämför de mest prominenta WebbUtdragen ovan. Naturligtvis beror det på den OSÄKERHET (ännu 2016) som råder i ämnet: den stora bristen på EXPERIMENTELLT TESTANDE ANORDNINGAR som kan användas vettigt och begripligt på ENKLA sätt. LÖDNINGAR MED YTMONTERAT OCH FÖRSEGLANDE PLÅTBURKAR tillhör garanterat inte experimentalfysikens allra mest ljuvliga övningar. I princip: noll publik insyn. Så: »Man tager vad man haver». Fabrikantens datablad med Dark Current (komponentens öppna »KELVINSTRÖM» vid rumstemperatur) är enda källan (typ 2nA för BPW34 och BP104, även QSE773).

forts .

437 stycken elektroner av 16.667 möjliga finns med. Eller ekvivalent: 437/16.667= drygt 2,6% av totala källenergins laddningsbärare står för den aktuella PiN-diodström som vi kommer att få ett pulsresultat av. SOM BÄST, dessutom, i försorg av förstärkarkretsens geniala utformning, om alls.

— Maximgruppens PiN-diod är QSE773 — sensoryta 2,71mM² mot 7,5mM² för BPW34/BP104 — inte samma utförande, men samma grunddata som BPW34 och BP104 (men 50% snabbare: 50nS Rise/fall mot BPW/BP:s 100nS). Tills vi närmare får veta en anständig jämförelse antas här likartade prestanda över lika sensoryta.

Orimliga PiN-diodströmmar typ nA från gammabestrålning

EXEMPEL — via 60 KeV via jonisationsenergin i Kisel 3V6:

60.000eV/3,6V = 16.667e:

Anta »en kiselbaserad gammatriggad PiN-diodström» på i=2nA »på» t=50µS:

RESULTAT:

Q/e = it/e = 2nA·50µS = 624.220 ST elektroner: det finns bara 16.667e till förfogande.

— Den mobiliteten 624.220 ST elektroner — inte ens tiondelen — har TYDLIGEN definitivt ingen koppling till KÄLLENERGIN i 60KeV med — 100% effektiv energiöverföring förutsatt — max 16.667 elektroner.

— MEN: Helt säkert har den siffran istället koppling till en PiN-dioden (ekvivalent) efterföljande förstärkarkrets.

ALLMÄNT. Enligt databladet för BPW34/BP104 är typvärdet för PiN-diodens ”Dark Current” — samma som »KELVINSTRÖMMEN» vid rumstemperatur — ca 2nA HELT OBEROENDE AV OM PiN-DIODEN BESTRÅLAS AV GAMMAKVANTA ELLER INTE. Gammakvantas effekt i PiN-dioden blir då enbart att introducera en LITEN störning (runt 1/70 via tiotal pA) i den Kelvinströmmen under en liten tid (max några µS, se nedan i Elektronernas Relaxationstid).

Elektronernas Relaxationstid:

Se även ref. Smith et al., 1982.

Elektronernas Relaxationstid i ett material

VID en iscensatt störning i ett (elektron-) atomgitter:

— Tiden från det att störningskällan upphör i sin energimatning och därifrån tills ursprungets störningsfria tillstånd återuppnås, betecknas konventionellt (eng. Relaxation Time) som (ung.) återställningstid, eller återhämtningstid (»relaxationstid», Ref. Electron Relaxation and Thermalization Times, Goebel et al, 2008). Se även i Wikipedia, Relaxation (Physics).

— I (normala — materialtermiska-elektriska) atomära sammanhang figurerar grovvärden på runt 1µS.

— Vi kan inte räkna med att ett infallande gammakvanta i en PiN-diod »uppehåller sig där längre» tidsperioder än MAX ett fåtal mikrosekunder. Energin avklingar (studsar och reflekteras via fotoelektriska- och Comptoneffekter; Ref, Gamma-Ray Detectors, Smith et al., 1982), och bara en bråkdel av den källenergin kan fångas upp av PiN-diodens laddningsbärare.

Jämförande PiN-diodströmmar enligt Ramseysambanden

Kalkyl 6: Se från Kalkyl 5 — 1Jul2016

Rökdetektorpreparatet Am241 och dess rimliga strömresponser i PiN-dioderna BPW34/BP104

Jämförande PiN-diodströmmar enligt Ramseysambanden

————————————————————————————————————————————

Särskild sammanställning som visar storleksordningen i PiN-diodströmmar från givna metriska förutsättningar

Kalkylkort Gamma2016.ods

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell3 Maj2016 — PiN-diodens effektiva gammarespons. Samma som i Kalkyl 5 men med utvidgad jämförande högerdel.

Högra kolumnen High R(Ci) illustrerar hur 28pA-strömmen i PiN-dioden (BPW34/BP104) förstoras 1000ggr till 27,321nA med ett mera intensivt radiostrålande preparat: 1mCi att jämföra med Am241-preparatets 1µCi från gamla rökdetektorer.

— Effektivitetsvärdet runt 2%, tabellens två sista kolumner, ansluter till den mera troliga responsen hos PiN-dioderna BPW34/BP104 enligt den mera omfattande framställningen i maken till Ramsey-webbkällan, se RamseyKomplementet.

Sammanställningen ovan i kalkylceller klargör explicit att området nanoampere för PiN-diodströmmar från gammabestrålning INTE ansluter till de DIY-projekt som syns främst på webben [iPiN på Webben] och som bl.a. omnämner test med Am241 från gamla rökdetektorer. Nanoområdet tillhör snarare PiN-diodens egen mörkerströmskaraktäristik (databladets uppgift på BPW34/BP104 anger 2nA vid rumstemperatur).

Angelägenheten med klargörande i PiN-diodens strömrespons är viktig för att få vetskap om hur de olika kretskopplingarna uppför sig i samband med olika förstärkningsaspekter och kretsbeskrivningar. Tyvärr verkar det som att de främst synliga DIY-bidragarna INTE beskriver de grunderna särskilt väl, och heller inte ger några referenser.

SVÅRIGHETERNA understryks i Ramsey-komplementet:

” Calculating the current-response to an external radiation field is somewhat more

complicated than the previous examples, since both the probability of photon interaction

in the silicon diode (detection efficiency) and the amount of energy deposited per photon

interaction are complex functions of photon energy.”;

KÄLLA: Ramsey-komplementet.

Om inte amatörerna träder fram och gör bort sig, blir det tunnsått med kunskaperna.

ERFARENHET:

— Det är inte misstagen vi gör det hänger på. Utan hur vi reser oss ur askan från ruinerna.

Praktiskt taget alltid: FÖRST rena rama skräpet: rena skiten. Deprimerande nonsens. Sälj mig billigt. Bortkastad TID. Rena Kloaksoppan. Jämna UT mig. GUD så penibelt. MigStorMikrob.

Sedan kommer ösregnet. Förr eller senare. Skaffa Roddbåt.

SNR-matematiken -- se även i OP-Signal-Brus-Basic

SNR/MDS-matematiken — 2TGammaKretsen först

—————————————————————————————————————————————————————————

SNR förk. eng. Signal-to-Noise Ratio, sv. Signal-till-Brus Förhållande (SBF); MDS förk. eng. Minimum Detectable Signal, sv. Minsta Detekterbar(a) Signal

———————

Kalkyl1 — Kalkyl2

28pAref -- se även MaximGruppens OP4-KretsData

Utgångspunkt:

— Strömmen genom PiN-dioden BPW34 eller BP104 från (typ) Americium 241 60KeV-gammakvanta, och som ska förstärkas till för oss synbara nivåer, beror inte på omgivande förstärkande elektronik utan enbart på egenskaper i PiN-dioden som sådan.

Då vi i ett fall (MaximGruppen 2003) känner slutförstärkarens signalamplitud (Uut=280mV enligt Maximgruppens oscillogram) och (TIA-) totalförstärkning (A= 1 T10)

som visar att originalströmstyrkans i-ekvivalent (i=Uut/(A·1Ω)) kan skrivas på formen

i = 280mV / (10 MΩ · 10 · 10 · 10)

= 28pA

= 2,8 t11 A

————————————————

MAXIMGRUPPENS 4OP-krets börjar med en TIA-förstärkare [PositivPuls] via ett 10M-motstånd, sedan 3st inverterande 10ggr-förstärkare [Negativ-Positiv-Negativ].

har vi med den utgångspunkten alla nödvändiga grunddata för att anställa kvantitativa jämförelser med andra gammaavkännande kretslösningar.

2TGammaKretsens originalförfattare (Kainka 2011) lämnar varken teknisk detaljerad upplysning om sin krets, eller ger hänvisningar där sådana detaljer omnämns. Se vidare i GammaWebben — aktuella GörDetSjälv-exempel (endast de som visar kretsscheman).

Inte heller Maximgruppens 4OP-krets avslöjar någon detaljerad kretsbeskrivning. Så; Enbart med ledning av angivna komponentvärden får vi själva försöka lista ut detaljerna — och förklaringarna.

Se även i PiN-diodens matematik.

” Minimum detectable signal” (särskild Wikipediaartikel nedan): centralt förstärkarbegrepp inom etablerad signalteknik.

MDS-math-Ref:

MDS-matematiken (eng. Minimum Detectable Signal) i exempel från

University of Kansas — MINIMUM DETECTABLE SIGNAL, Jim Stiles 2006

http://www.docin.com/p-554761327.html

@INTERNET Wikipedia — Minimum detectable signal [Maj2016]

https://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_detectable_signa

Kalkyl1:

MDS-sambanden [‡] till originalet = 2TGammaKretsen efter uppställning i kalkylkort (OpenOffice):

U = Ptot/i

= (1/[1000·i])·10^([k + NF + SNR + 10·¹⁰log(1/PW)]/10) ; P i MKSA-enheter

Alla k NF SNR i dBm — m i dBm för anpassning till slutenhet för totaleffekten i milliWatt

;

NF_max = 10 · ¹⁰log[1000(Ui=Ptot)] — (k + SNR + 10·¹⁰log(1/PW))

= 10 · ¹⁰log[1000([50mV·28pA]=Ptot)] — (–174 + 40 + 10·¹⁰log(1/50µS))

= 10 · ¹⁰log[1000([1,4pW]=Ptot)] — (–174 + 40 + 43)

= 10 · ¹⁰log[1,4nW=Ptot] — (–174 + 40 + 43)

= 10 · ¹⁰log[1,4nW=Ptot] — (–91)

= — 88,53872 + 91

= 2,46028 Ω

Alla transistorer som har värdet MAX 2,5 för NF-parametern i aktuell transistors datablad är OK och kan användas.

— Högre NF-värden sänker utgångssignalens amplitud i slutsteget, analogt sänker SNR-värdet.

Kalkylkort Gamma2016.ods

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell1Maj2016 — NF-värdet 2 för BC546B med samma utamplitud ger SNR(A) = 9. Test visar att BC546B ger lägre amplitud med lägre brus.

Se vidare från Matematiken till 2TGamma.

ENDA MENINGSFULLA INFORMATIONEN SOM BERÖR 2TGammakretsen som kan utläsas ur ovanstående är:

— Värdet (avr.) 10 — förhållandet Signal-till-Brus i den föreställande mottagaren/förstärkaren.

Kalkyl2:

Motsvarande kalkylkort för direktberäkning av NoiseFigure (databladsparametern NF till transistortypen man ska leta efter) blir med antagna basförutsättningar:

LabbTemperatur = 20°C; SNR(A)=10ggr (minst UtamplitudensToppvärde/Brusvärdet i RMS);

GammaStrömmen (via 60KeV gammakvanta) i = 28pA genom PiN-dioden;

Utamplitudens antagna pulsvidd (50µS);

Utamplitudens antagna toppvärde (50mV — som betyder ett (max) tillhörande brusRMS-värde 50mV/[10=SNR(A)]=5mV);

Kalkylkort Gamma2016.ods

http://www.universumshistoria.se/AaKort/Gamma2016.ods

KALKYLKORT Gamma2016.ods Tabell1 Maj2016 — NF-värdet för aktuell transistortyp.

Se vidare från Matematiken till 2TGamma.

Jämförande praktiska testexempel

2TGammaKretsens GammaSignal vid de 3 olika testade matningsspänningarna (Reglerad batterispänning), Se 2TGammaBruset:

5V:

N=RMS-Brus S=GammaAmplitud S/N

7,48mV 50mV 50/7,48 = 6,7

9V:

N=RMS-Brus S=GammaAmplitud S/N

16,25mV 100mV 100/16,25 = 6,15

18V:

N=RMS-Brus S=GammaAmplitud S/N

26,61mV 200mV 200/26,61 = 7,52

SIGNALMATEMATIKBILDEN FÖR VÅR DEL ÄR KOMPLICERAD därför att Brusgolvet har ett medelbaserat RMS-värde (effektiva effektvärdet i Watt) medan GammaSignalPulsen bara uppträder sporadiskt och inte uppvisar någon direkt kontinuerlig ±-vågform — alls.

— Den BILDEN blir, tydligen, ännu mer komplicerad med tillägget av DetektorKretsen och Sample&HoldKretsen — som tycks visa att förhållandet Signal-Brus förbättras = ökar.

(Vi får »GratisGammaBonus» utan att vi vet varifrån ..., än).

Se vidare från Matematiken till 2TGamma.

I stora och grova drag ser vi att värdena överensstämmer — om än inte i någon exakt mening (närmast 8 mot 10 — inte så illa):

— Variationer i signalformen + olika betingelser (PiN-dioden) vid olika spänningsmatningar ger i vilket fall variationer som här, veterligt, ligger utanför den enkla matematikprövningens område.

Efter de relativt stora inbördes variationer som 2TGammaKretsen uppvisar mellan brus och signal (Se 2TGammaBruset) — och det faktum att SN-förhållandet tycks någorlunda konstant för varierande inspänningar (test 5V-18V ovan) — är resultatbilden tydligen rimlig.

OM så är fallet understryks bara resultatbilden ytterligare: GammaKvantat ca 60KeV från Am241-preparatet (TestFigur1) genererar ekvivalent runt max 30pA (28pA) under ekvivalenta 50µS i PiN-dioderna BPW34/BP104.

Men vi ser (strax) att värdeformerna, kalkylerna, ovan är magra i resultatbilden om det gäller att FÖRKLARA 2TGammaKretsens uppförande — dynamiken. Vi har — då, tydligen — icke så mycket nytta av varken SNR eller MDS. Så, hur får vi veta?

Författaren (Kainka 2011) till originalet ger ingen varken upplysning, ledning eller referens (Se KainkaReferenserna i Matematiken till 2TGamma). Heller har ingen motsvarande 2Transistorkrets av den typen ännu (Jun2016) upphittats @INTERNET som berättar om hemligheterna, även om liknande andra typer finns.

Det finns ett sätt.

Beskrivningen totalt ges från sektionen Matematiken till 2TGamma — med explicit fortsättning på »denna novells avancerade dramatik» i avsnittet 2TGammaKretsens Komponenter.

Gammaprojektet — MANUELLA GRUNDTESTER till 2TGammaKretsen — 2016

Foto: 24Maj2016 SkärmLådan Bild6

Från 2012

GAMMAPROJEKTET — enkel gammasensor verifierad

Se sammanställningar, bakgrund och översikt i Gammaprojektet.

——————————————————————————

GAMMAKVANTA FRÅN Americium 241 via 2TGammaSensorn (Kainka 2011)

Inledande KretsTester via V2

Foto: 24Maj2016 SkärmLådan Bild--11;12.

Vänster: Utan närvaro av Am-241-preparatet. Tydliga = KRAFTIGA bidrag från Kosmisk Strålning — men med LÅNGA mellanrum.

Höger: Am-241-preparat lagt direkt över PiN-dioden. Förekomster med låga amplituder i snabb takt.

MANUELLA GRUNDTESTER via V2

2TGamma Mätserier 22Maj2015 — Coupling AC — Uin@5V00 ¦ Lilla Kopplingsdäcket — Skärmlådan V2.2 ¦

PiN-diod BPW34 visar samma mätaktivitet, ingen observerad skillnad, som PiN-diod BP104 (samma basdata i känslighet)

Utrig=34mV Alla amplituder generellt från ca 50mV-150mV —

Kalibrering: icke Am241-aktivt = Am241-preparatet minst 1 meter horisontellt från PiN-dioden =

0 förekomster inom 30 sekunder — Utrig = 34mV @Uin=5V00

Testlägen — Am-241 i 2TGammaKretsen — stapelvärdena i frekvensen gånger hundra — max 0,58Hz Figur 1:

Mätningarnas relativa grovhet

ASSISTENTEN — stativet med klämmor och förstoringsglas i bilden nedan — har använts i testfallen för att passa in Am241-preparatet »hyfsat noga» vid de olika mättillfällena. Speciellt vid höjddistansmätningarna blir den typen delvis äventyrlig då inget exakt återkommande positionsställe finns utöver den rent visuella/manuella improvisationen.

Foto: 27Jun2016 Bild Assistenten-3

RESULTATBILDEN blir därför också just: GROV. Ingen mera preciserad eller tillförlitlig mätstatistik uppnås med den typen. Men väl en första grovt orienterande uppfattning.

— En mera rigorös mätserie — betydligt mera högfrekvent än nedan — har utformats i efterhand via en JFET-Gamma-OP1-krets med en specialgjord fast metrisk Am241-Ram. Ramens mera exakta position ger mera noga mätstatistik för olika avstånd och material från PiN-diodens toppyta — alla med samma Am241-placering i höjdled över PiN-dioden. Se mera precist i MÄTSERIERNA MED Am241-RAMEN.

Figur 1 ; Figur 2 ; Figur 3 ; Figur 4 ; Figur 5 :

Grov preliminär manuell DSO-mätning på Krets T2cOUT version V2 Utrig34mV@Uin5V00: med

MEDELVÄRDEN VIA mätning på 10 förekomster : 100 × Antal sekunder per förekomst — 1 förekomst per sekundvärdet för stapelvärdet dividerat med 100.

Figur1: Am241 direkt PÅ Al-folien Skärmlådan BPW34 Utrig40mV 10st/21,55 S ;

Figur1: Am241 direkt PÅ Al-folien Skärmlådan BP104 Utrig40mV 10st/21,69 S ;

Figur1: Am241 direkt PÅ Al-folien Skärmlådan BP104 --Utrig34mV-- 1 10st/16,19 S;

Figur1: Am241 direkt PÅ Al-folien Skärmlådan BP104 --Utrig34mV-- 2 10st/18,59 S; 1Gamma/ 1,739 S

Figur2: distans LUFT 1,7mM — mätning 1 Bp104--Utrig34mV 10st/23,20 S;

Figur2: distans LUFT 1,7mM — mätning 2 Bp104--Utrig34mV 10st/30,03 S;

Figur2: distans LUFT 1,7mM — mätning 3 Bp104--Utrig34mV 10st/19,16 S;

Figur2: distans LUFT 1,7mM — mätning 4 Bp104--Utrig34mV 10st/47,53 S; 1Gamma/ 2,398 S

Figur3: 1,7mM kartong emellan -- mätning 1 BP104--Utrig34mV 10st/21,02 S;

Figur3: 1,7mM kartong emellan -- mätning 2 BP104--Utrig34mV 10st/35,72 S;

Figur3: 1,7mM kartong emellan -- mätning 3 BP104--Utrig34mV 10st/32,58 S;

Figur3: 1,7mM kartong emellan -- mätning 4 BP104--Utrig34mV 10st/29,92 S; 1Gamma/ 2,981 S

Figur4: 2mM Al-platta emellan -- mätning 1 BP104--Utrig34mV 10st/28,67 S;

Figur4: 2mM Al-platta emellan -- mätning 2 BP104--Utrig34mV 10st/26,14 S;

Figur4: 2mM Al-platta emellan -- mätning 3 BP104--Utrig34mV 10st/29,61 S;

Figur4: 2mM Al-platta emellan -- mätning 4 BP104--Utrig34mV 10st/55,31 S; 1Gamma/ 3,493 S

Figur5: 2mM CU-platta emellan -- mätning 1 BP104--Utrig34mV 0st/30,00 S;

Figur5: 2mM CU-platta emellan -- mätning 2 BP104--Utrig34mV 0st/30,00 S;

Figur5: 2mM CU-platta emellan -- mätning 3 BP104--Utrig34mV 1st/30,00 S;

Figur5: 2mM CU-platta emellan -- mätning 4 BP104--Utrig34mV 0st/30,00 S; 1Gamma/ 120,0 S

Foto: DSO2015 SkärmLådan Bild6; 1Mar2015 PinEnv Bild41

— INGEN EXAKT POSITIONERING AV Am241-prepararet har gjorts mellan de olika mätningarna. Preparatets runda knapp har enbart placerats visuellt »rakt över» foliekonturen av PiN-dioden i skärmlådan under (V2). Beroende på om den lilla (Ø2mM) mera exakta preparatytan hamnar mer eller mindre åt sidan relativt PiN-diodens 7,5mM² sensoryta, kan förekomsterna variera något även inom samma figurmätform. Testerna här tjänar enbart som en första grov orientering.

SLUTSATS — grovbild, allmänt:

— Ca 2mM distansökning via mellanliggande luft/papper/kartong — från max närliggande PiN-diod och Am241-preparat — reducerar Am-241-förekomsterna (1,739-2,398=0,7251876~73%) med 26% till 1,739/2,981 ~ 73%

— INVERKAN AV papper (2mM Figur3) relativt luft (2mM, Figur2) reducerar inverkan (2,398/2,981=0,804428~80%) med 20% till 80% — men detta värde är högeligen osäkert på grund av testmetodens osäkerhet: ingen exakt positionsmall ens på millimeter användes vid ansättningen av Am241-preparatet (den mekaniska assistent med Am241-preparat i en krokodilklämma som vreds in/ut med vissa mindre justeringar); Om distansreduktionen är 73%/2mM betyder 1/10mM linjärt räknat drygt 7%: Är osäkerheten i just den mätningen 5/10mM skulle avvikelsen grovt teoretiskt bli 35% — betydligt mer än resultatvärdet 100-80=20%.

För att få bättre närmevärden måste mätningen göras om med mera noggrant inpassad metrik.

[Se mera precisa mätningar Jun2016 i MÄTSERIERNA med Am241-Ramen].

Tills vidare, med det anförda jämförande exemplet, antas att inverkan av papper INTE nämnvärt ändrar inverkan av en redan befintlig gammaförekomst relativt obeslöjad luft. Dvs (tills vidare, och i viss enlighet med redan etablerade synsätt):

— Inverkan av mellanliggande papper/kartong har ingen — eller helt försumbar — reducerande gammaverkan.

— Mellanliggande 2mM Aluminium reducerar till 1,739/3,493 ~ 50%

— eller mera egentligt samma distans 2,981/3,493 ~ 85,3%; Al dämpar grovt 15%;

— Mellanliggande 2mM Koppar reducerar till 1,739/120 ~ 1,45%;

— eller mera egentligt samma distans 2,981/120 ~ 2,5%; Cu dämpar grovt 97%;

— Koppar relativt Aluminium reducerar till 3,493/120 ~ 2,9%; Cu relativt Al dämpar grovt 97%.

Resultatbilden — Testlägen:

Resultatbilden styrker uppfattningen att 2TGammakretsen — verkligen — visar respons på gammastrålningskvanta — och inget annat — men en mera rigorös mätform krävs som visar det;

— Se bevisen i Mätserierna med Am241-Ramen:

• Aluminiumfoliens gammadämpning — via folien (~ 0,02mM) som täcker/skärmar PiN-diodens översida — är tydligen helt försumbar: ingen observerbar inverkan från den skärmande aluminiumfolien: 0,5% linjärt (50%·0,02/2) via 0,02mM folietjocklek via 2mM aluminiumplåtdämpning (Figur4) med 50%, vilket här ses som helt försumbart.

•    Am241-preparatets gammaaktivitet dämpas märkbart av speciellt koppar: 2mM kopparplåt dämpar grovt 95% av förekomsterna från OBS Americium 241-preparatet. Jämför förekomsterna från Kosmiska Strålningen på Jordytan:
— Separat grov långtidstest helt utan närvaro av Am-241-preparatet — enbart i referens till medelkosmiska JordytsInstrålningskonstanten: generellt på Jordytan 1 förekomst per cM² sensoryta och minut — visar via 2TGammakretsen att en normalt odämpad kosmisk gammaförekomst här på Jordytan dämpas drygt 70% av en 25mM grov kompakt kopparmassa vertikalt täckande över PiN-dioden:
   TESTFORM: odämpad Uin5V00 Utrig50mV: 10st/14m49s; MED 25mM kompakt 5mM tjock 2dM lång Cu-plattstång täckande över PiN-dioden: 10st/50m6,53s: kopparens dämpning = 1 – 889 / 3007 ~ 70%.
   Resteffekter från Kosmisk strålning på Jordytan karaktäriseras (Wikipediaartikel i ämnet [Background radiation, Maj2016]) av ±e-annihilationer med gammakvanta på 511 KeV — det är runt 10 ggr högre energier än de som kommer från 60 KeV-gammakvanta från Am241-preparatet. Med PiN-diodens sensoryta på 7,5mM² — drygt 13 ggr mindre än 100mM² = 1cM² — ska sådana förekomster (300-400mV rel. ca 40mV vid Uin5V för 60KeV från Am241 enligt 2TGammakretsen) visas i medeltal med 1 per ca 13 minuter [5-50 minuter] — mer eller mindre med olika spridning i förekomst beroende på Jordlokal (4ggr lägre vid ekvatorn än vid polerna).

GAMMAKVANTA OCH ELEKTRONIKAMATÖRENS KUNSKAPSUTVECKLING

GammaKvanta:

GAMMAKVANTA OCH ELEKTRONIKAMATÖRENS KUNSKAPSUTVECKLING

GAMMAKVANTA FRÅN Americium 241

—————————————————————————

2TGamma — med Beräkningsgrunder och signalteknik — se även Gammawebben

WEBBEN INNEHÅLLER synbart fungerande FRÄMST två gammakretsalternativ:

Kainka 2011 med 2T-GammaKretsen och

Maximgruppen (2003) med 4OP-GammaKretsen.

Kunskaper fattas i etablerade korridorer — och ytmonteringsKulturen bara gynnar den bristen

NÅGON REGULJÄR EXPERIMENTKOPPLING för att studera dessa kretsformer berörs/omnämns inte av författarna.

Anledning (förmodad, ännu Sep2016)

— som kanske framskymtat i resultatbilden till kretslösningarna i detta dokument:

DET FINNS INGEN KÄND SÅDAN. Än.

— Stora svårigheter finns om det gäller att presentera ett material (avancerad signalelektronik) som — veterligt ännu 2016 — få om ens någon behärskar, eller kan NAVIGERA i — begripligt — i beskrivbar njutbarhet för en intresserad och hängiven publik.

ALLA WEBBKÄNDA (Gammawebben) KONSTRUKTIONER AV GAMMASENSORER MED S.K. DISKRETA KOMPONENTER, transistorer, operationsförstärkare

— etsade kretsar (dyr, omständlig utrustning) i förseglade tennlödda plåtburkar eller »aluminiumvirade satellitversioner» [Jämför V1], ytmonterat, specialprogram för elektronik i (dyra) datorer, etc., osv., m.m.,

— representerar ett rena skräckväldet i samlad syntes inför en intresserad men tydligt förskrämd elektronikamatör. Det är i princip omöjligt att navigera — testa — med en sådan förutsättning. Bergvägg. Och det fortsätter så, tills något genombrott sker.

— Med SKÄRMLÅDANS KONSTRUKTION har den spärren hävts.

Nu kan, tydligen, en fullt normal testande gammaelektronik insättas i Lilla Kopplingsdäcket, eller motsvarande. Hela gammakretslösningen kan köras »direkt på sekunden» utan behov av lödningar, etsade kretskort, ytmonterade komponenter eller andra hindrande utvecklingsdetaljer för den elektronikintresserade.

I stort sett alla (nästan) komponenter som använts här finns (2016) på ElectroKit.

Mycket vore redan vunnet om personer som redan känner till grunderna i de olika kretsbyggena också kunde berätta om de enkla elementära kvantitativa grunder som förklarar hur signalbehandlingen förverkligas — mycket fattas där. Jämför KainkaReferenserna och KALKYLERNA

— Men det är kanske att begära för mycket: det fattas baskunskaper; Ämnet ÄR alldeles tveklöst (matematiskt) komplicerat.

Det ansluter också till antydningen ovan:

— AVSAKNADEN AV KOLL PÅ SAMMANHANGEN avskräcker även den mest inbitna proffs från att ens försöka ge omnämnanden DÅ ämnet — tydligen och uppenbarligen, etablerade korridorer redan — ÄNDÅ INTE ÄR så GENOMLYST att enkla begripliga beskrivningar kan ges. Tydligen.

Flera exempel har uppmärksammats på olika »gammaByggeForum» där någon ville veta Djupdetaljer — som ingen kan svara på. Ingen nämnd. Ingen glömd.

Man VILL — säkert. Men det är en (jävla) Bergvägg framför som man inte kommer igenom.

Kretsförfattaren (Kainka 2011) till 2-transistor-gammasensorn, här betecknad 2TGammaKretsen, omnämner själv i sin artikel intet om Americium 241. Inte ett ord. Det är milt sagt anmärkningsvärt med tanke på den kretsens kapacitet, se från 2TGamma. Heller ges inga detaljerade uppgifter om kretsens förstärkning (Kalkyl 3 — RESULTATBILDEN), eller sambanden som grundlägger kretsbilden.

Maximgruppens krets (4OPGammaKretsen) å sin sida är i beskrivningen också bristfällig på uppgifter.

Americium 241 omnämns visserligen (60 KeV-gammakvantat). Men ingenting sägs uttryckligen heller här om OP-kretsens förstärkning, eller ens vilken förstärknings-typ som kretsbilden visar (amatörernas FÖDA), eller hur man räknar för att komma fram till kretsbilden (gammaenergin, och hur den omsätts i en PiN-diod i enkla sammanfattande ord — med referenser).

Man vill — säkert. Men det är alltid nån (jävla, teoretisk/praktisk) Bergvägg framför som man inte kommer igenom. Ungefär som »dålig mobiltäckning»: ”.. kom .. ma ... help ..”.

— Se även citatmeningar om gammasensorbyggen generellt i KRETSBYGGET GENERELLT.

OPERATIONSFÖRSTÄRKARNAS LÖSNINGSGRUNDER — OPsignalBrus:

OPsignalBrus:

OPERATIONSFÖRSTÄRKARNAS LÖSNINGSGRUNDER — OPsignalBrus:

√Hz — U = √(EnerginResistansen· frekvensen)

OP-KOPPLINGARNAS absoluta SIGNALGRUNDER

Maximgruppens gammasensorkoppling

u(nV)/√Hz = (R)·i·√1S = (V/A)·i·√1S;

u(V) = (R=V/A)i · √Hz · √1S = (V/A)i · √1S/t

———————————————————————————————————

— Vi hittar den här typen av uttryck i olika datablad till typen operationsförstärkare. nV för nanoVolt:

u(V) = (R=V/A)i · √Hz · √1S

= (V/A)i · √1S/t ; OP:ns BrusUtpänningsParameter -- »nV» i nV/√Hz

INNEBÖRD:

— OM den signal som ska studeras/förstärkas (gammakvantats elektriska spår i PiN-dioden) ligger INOM förstärkarens eget brusgolv är det kört: Spårsignalen kan i så fall inte extraheras ut ur brusgolvet; Brusgolvet döljer/gömmer effektivt signalen, hur mycket man än försöker förstärka.

EXEMPEL:

ETT GAMMAKVANTA FRÅN AMERICIUM 241 (här förk. Am241) ger i ett fall en styrström i en PiN-diod på

28pA = 2,8 t11 A under 50µS = 5 t5 S.

UPPGIFT:

— Vilket MAX basdata för BRUS (OP:ns brusdata) måste — då — gälla för den operationsförstärkare, eller anordningen generellt, som ska försöka ta ut den svaga strömmen och förstärka upp den till observerbar makronivå?

Lösning:

— Sambandet ovan ger oss direkt (1/50µS = 20KHz)

u(V) = (Ω =V/A) · i · √1S/t

= (Ω =V/A) · 28pA · √1S/50µS

= (Ω =V/A) · 28pA · √1/50µS · √1S

= 3,95979 t9 V

~ 4nV ;

MAX brusdata [»PER ROTEN UT FREKVENSEN»] som krävs

»FREKVENSEN» blir här inverterade värdet av [förstärkarens] GammapulsVaraktighet [50µS; 20KHz]

En operationsförstärkare (MAX4475) som är angiven med brusfaktorn 4nV/√xHz satisfierar villkoret (x=20KHz=1/50µS)

4nV/√20KHz1S = 4nV·√50µS/1S

= 28,3 t11 V

~ 28pV ; Ekvivalent jämförande spänningsparameter

DIVISION MED 1Ω GER MOTSVARANDE STRÖMVÄRDE I AMPERE:

OHM-DIVISIONEN KOPPLAR TIA-KOMPLEXET:

om — alltså, förutsatt att — strömsignalvärdet (i=28 t11 A) kan (TIA) omsättas proportionellt mot ett specifikt praktiskt utspänningsvärde (0,28 V)

Uut = R · i

= [0,28V/28pA = 1 T10 Ω = 1 T7 Ω · 10 · 10 · 10 ] · [28pA])

= 1 T10 Ω · 28pA

— Alltså: via en (TIA) Trans Impedans Förstärkare:

Uut = R·i ; TIA-förstärkarens FörstärkarKaraktäristik

Den annars så förträffliga CMOS OP:n CA3140 klarar INTE den gränsen.

CA3140-brusfaktorn (Databladets uppgifter, RCA Linear Integrated Circuits 1984) ligger 10ggr högre (40nV/√xHz):

— Hur man än bär sig åt med den OP:n i direkt förstärkande led ligger 28pA-signalen begraven i OP:ns eget brusgolv.

Går inte att vaska ut.

Hittar man ingen OP med mindre eller lika brusvärde (4nV/√xHz) är det så: kört — om uppgiften gäller direkt förstärkning.

MAXIMGRUPPENS OP-val är just en OP-typ med specifikationen 4nV/√Hz.

LÖSNINGEN FÖR DEN ÖverBRUSIGA OP:n (typ CA3140) består i att använda en FörFörstärkare framför:

— En JFET-transistor kan klara uppgiften.

Se praktiskt lösningsexempel i JFET-Gamma-OP1.

MaximGruppens 4OP-GammaKretsData

MaximGruppens gammasensorkretsa:

GRUNDDATA PÅ MAXIMGRUPPENS 4OP-KRETSLÖSNING

—————————————————

Med ledning av Maximgruppens OP-krets:

— Författarna beskriver inte kretsen detaljerat, ger heller ingen matematisk bakgrund, vilket här delvis är av nöden för vidare jämförelser:

MAXIM INTEGRATED — APPLICATION NOTE 2236, Gamma-Photon Radiation Detector, Sep 22, 2003

DESIGN IDEAS — Circuit forms gamma-photon detector, Bruce Denmark, Maxim Integrated Products, Sunnyvale, CA

http://www.edn.com/contents/images/42403di.pdf

http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/2236

Strömsignalvärdet från ett givet (60KeV) gammakvanta:

— MAXIMGRUPPENS 4OP-Gammakrets består av förstärkningsstegen

OP1 TIA-OP via 10M = 1 T7 ggr positiv utpuls

OP2 INV-OP via 10K/1K = 10 ggr negativ utpuls

OP3 INV-OP via 10K/1K = 10 ggr positiv utpuls

OP4 INV-OP via 10K/1K = 10 ggr negativ utpuls

——————————— —————

Summa = 1 T10 ggr

OSCILLOGRAMMET som Maximgruppen presenterar i sin kretsartikel visar en signalamplitud på 280mV. Vi kan då bestämma ursprungssignalens storlek (i-värdet i PiN-dioden från 60KeV-gammakvantat):

U = R·i = T10 (V/A) · i

= 0,28V ;

i = 0,28V / [T10 (V/A)]

= 28 pA

= 2,8 t11 A

Maximgruppens oscillogram visar en pulstidsfaktor på runt 5µS:

— Med sambandet Q = i·t ges då, direkt

Q = 28pA· 5µS

= 1,4 t16 C

= 873,90761 elektroner aktiverade ; 1e = 1,602 t19 C

~ 874e

Största möjliga antalet aktiverade elektroner i energikvantat 60KeV via Kiselmaterialets potentialbarriär för elektronaktivering 3V6 är

Nmax = 60.000eV/3,6eV = 1/6t5 = 16.666,67;

KORTASTE/längsta pulstiden kan då bestämmas via i-värdet ovan, 28pA:

Via 1e t MIN= (Q=1e)/i = 5,72142 t9 S ~ 5,72 nS; kortaste pulstiden

Via Nmax t MAX= (Q=Nmax)/i = 9,53571 t5 S ~ 95,4 µS; längsta pulstiden

PiN-DIODENs EFFEKTIVA GAMMAVISNING via basuppgifter från PiN-diodens datablad kan grovbestämmas med ovanstående grunddata som skolexempel — förutsatt tillgång till uppgifter om

1. allmänna sambandsuppgifter (grundekvation) — från strålningstekniska fackverk och

2. uppgift om gammapreparatets radiostrålning (Curie Ci eller Bequerel Bq) och

3. data på gammapreparatet: aktuell (bestrålnings-) strålyta;

Se sammanställning i Ramsey-DiaRED.

Maximgruppens fyra-OP-lösning med MAX4477 — kapsel med 2 i en — finns nu (2016) veterligt (efter vissa efterforskningar) inte ens att få tag på (utan att riskera besvär med leveranser av paket från utlandet, enligt redan kända många samstämmiga omdömen om ett visst företag). MAX4475 — kapsel med singulär OP, men då endast i ytmonterad version — inköptes för min del tidigare från elektronikföretaget ELFA — tyvärr också det ett företag som verkar ha lämnat in för gott för privatpersoner — och miljön i det allmänna boendet; Före 2000: världens bästa företag att ha att göra med. Kanon. Efter 2000 (fullt ut 2016): Elakt. Se särskild beskrivning för min del i ELFA 2016.

Tyvärr.

— Det finns dock andra OP-lösningar som (också) fungerar. Se utförligt från GammaOP.

VIDAREUTVECKLINGARNA FRÅN 2Tgamma — 2-transistors gamma PULS detektor från 2TGammakretsen utan R1 — 10Jun2016

2-transistors gamma PULS detektor från 2TGammakretsen utan R1 — 10Jun2016 —

FlashPotentiometern:

FlashDioden vägleder utvecklingsarbetet

———————————————————————

Genomgående i hela den vidare kretsanalysen

— undersökning av möjligheten att åstadkomma en praktisk fungerande elektronisk kretskonstruktion med mesta möjliga känslighet för mesta möjligt TYDLIGA presentation av ev. GAMMAFÖREKOMSTER (WhatEver)

— är centralkomponenterna som nedan från Detektorkretsen — FlashPot och FlashLed:

Flash-potentiometern och Flash-lysdioden från Detektorkretsen.

FLASH-potentiometern = R2.p[50K] — kalibreras för signalanpassning från 0mV (ner till max –5mV) och uppåt — bestämmer urvalet av pulser UR brusgolvet: endast sådana pulser som har amplituder från (strax över) R2.p-potentiometerns spänningsinställning kommer att FLASHA på (UltraBlå superströmsnåla) FLASH-(lys)dioden (FlashLed).

SKÄRMLÅDANS KONSTRUKTION (Alla V2 — se V2.3 nedan i bild) — skärmlocket kan enkelt tas av för att modifiera kopplingsdäckets innehåll, och sedan sättas tillbaka utan att kretsfunktionen äventyras — medger synnerligen enkla tester av olika komponenter. Och det är hela tiden DS-oscilloskopets signalvisning tillsammans med FlashDioden som anvisar vad som gäller; Man kan hela tiden, inom tiotal sekunder mellan de olika komponentinsättningarna, följa varje särskilt insatt/testad komponents ALLMÄNNA FÖREHAVANDEN enbart genom att först kolla FlashDiodens responser. Och sedan vidare.

SÅ har kretsbilden utvecklats vidare.

Vi studerar ett av delresultaten nedan i Skärmlådan Version V2.3:

Ett separat 10mM Aluminiumfyrkantrör har anställts som skärmhölje för att få med allt flera skärmade ledningar till kopplingsdäcket — och därmed söka allt mera sammansatta kretslösningar med allt med avancerade testmöjligheter. Fyrkantröret ligger an, fastskruvat underifrån, på nersidan mot ett kopparlaminat (en 2mM kartong underst fastsatt med dubbelhäftande tejp med hål för skuvskallarna ger planunderlaget) — med en insatt M2-skruv+mässingsmuttrar för särskilt ansluten jordkabel i ena hörnet separat för hela den elektriska skärmen: skärmlådans hölje + aluminiumröret + kopparlaminatet. När den aluminiumfolieklädda skärmlådan skjuts ner i den tajta passningen över kopplingsdäcket och fyrkantröret, kommer foliedelen att pressas mot laminatet och en helt tät elektrisk skärm bildas.

Hela kretsbilden studeras löpande helt utan lödningar. Det är enbart, uteslutande, mekaniska kontakteringar som gäller, genomgående: inte en enda lödning finns med i dessa kretsprojekt.

Se även översikten av alla ingående kretsblock i HELA EXPERIMENTANORDNINGEN.

2TGamma — utvecklas vidare — GP2T:

VIDARE UTVECKLINGAR av Gamma2T, TESTER OCH FÖRSÖK — 10Jun2016

2-transistors Gamma-PULS Detektor — från 2TGammakretsen

GP2Tbasic

I följande utvidgningar av 2TGammakretsen används en Skärmlåda i version V2.3 som nedan.

Skärmlådan version V2.3 med komponenter enligt kretsschemat nedan.

Foto: 10Jun2016 — GP2tJFET Bild 1

Jämför exakt samma kretssituation i 2TGammaKretsen utan R1

— = utan nedanstående orangemarkerade komponenter:

TYDLIGARE — och med synbart högre frekvens:

GP2Tbasic — från 2TGamma utan R1 — se även efterföljande utveckling (av konsekvens) i GHP2tJFET (känsligheten ökar ..).

2TGammaPulsDetektor — 10Jun2016 — Skärmlådan version V2.3

TrigUpot R2.p [50K] = 18mV — samma som triggnivån för LED-flash. Se Detektorkretsen.

BPW34 som tidigare likvärdig enligt test med BP104

— bägge finns (bl.a.) på ElectroKit (2016).

UPPSLAGET till ovanstående grepp — test med olika komponenter för att söka alternativa funktionssätt för 2TGammakretsen; skärmlådan/Locket kan lätt avlägsnas och andra komponenter testas — blev här referensen nedan: en JFET-FÖRförstärkare till PiN-diodapplikationer visar hur PiN-dioden är kopplad till +Matningen via ett 10K-motstånd.

— DYNAMIKEN bakom utsäger (PiN-diodens iDARK @ 3,15 GΩ) att en liten ändring i PiN-diodens laddningsstruktur — ett kort strömdrag — ger en KRAFTIG pulsrekyl (med ett 10K till V+) FÖRUTSATT en lämplig (Katodkopplad) AC-överföringskondensator (10n) OCH en GND-kopplad (STOR) resistans (Backdiod, 2,7 GΩ) som ger en tämligen fast och solid basreferens.

Se f.ö. HAMAMATSUS flera olika PiN-diod kopplingsförslag i

HAMAMATSU-exempel PiN-diodkopplingar

http://www.atom.fysik.lth.se/QI/laser_documentation/Selected_articles/Hamamatsu si_pd_circuit_examples.pdf

GP2T-Kretsens beteende noterat från ca 6V2:

— GammaPulsen — i stort lika för alla förekomster — är i själva verket en DETEKTORPULS (bilden ovan höger nedre) — som börjar upprepas (självsvängning) vid en viss kritisk inspänning (6V2).

Över Uin=6V2 visar sig självsvängningsfenomen efter gammatrigg.

—Tydligt »DÄMPAD SVÄNGNING» eller »dämpad EKO-pulsning» — med 5 perioder inom 450µS

— Pulsamplituden är i stort sett 300mV i samtliga fall, med smärre mindre variationer — även för »alla falsktrigg»:

Om vi vid mätpunkt T2cOUT direkt via oscilloskopets mätprob studerar DS-oscilloskopets bilder av BRUSGOLVET i kretsen ovan via normala Uin=5V00 i TRIG-Menu-läge Normal — inställningar på TRIG MENU; Source=CH2, Slope=RISE, VERTICAL=50mV/DIV, HORIZONTAL=100µS/DIV —

och sedan vrider medurs på LEVEL-ratten — Utrig-värdet stegas då upp — ser vi att DSO-bilden successivt låser på »en fast» motsvarande pulstopp vid Horizontal-POS-pilen,

med allt växande amplitud med allt högre Utrig-värde, och allt glesare mellan ändringstillfällena.

— VID ca Utrig=30mV upphör DSO-uppdateringen (nästan — långa mellanrum) helt.

Med uppvridning ytterligare (för att exemplifiera en marginal) till Utrig=50mV) händer så, plötsligt, förr eller senare via ovanstående GP2Tkrets följande:

PLÖTSLIGT drar en positiv (50µS) 300mV-puls fram. Inga mellanlägen ner till max-brustoppar.

— Aktuella gammaförekomsterna från Am241-preparatets närvarande, som oscillogrammen avspeglar nederst i GP2T, ser pulsexakt likadana ut.

Vi vet här inte andra besked än att orsaken till dessa sporadiska »falska gammapulser» — frånsett de verkliga fall som sammanhänger med kosmiska strålningens bidrag — bör vara »sporadiska brustoppar».

BRUSGOLVET — som i DS-oscilloskopets NORMAL-mode visar att högre amplituder förekommer allt mera sällsynt — innehåller allt färre förekomster med allt högre amplituder på allt kortare tidsbaser. I PRINCIP kan brusgolvet innehålla enstaka, med långa, långa mellanrum »oändligt korta oändligt höga» spänningstoppar. Och vi VET här som sagt inte hur GP2T-kretsen SER den principen: BC549C-transistorernas datablad specificerar för sin del ett gränsfrekvensvärde på 250MHz, vilket är tio gånger det här aktuella använda DS-oscilloskopets standard (25MHz UTD2025CL).

— Med vissa begränsningar KAN alltså möjligen ovanstående sporadiska förekomster i GP2T-kretsen grundas på smala förekomster av speciellt höga brustoppar och som just DETTA oscilloskop missar i presentationen. men som sagt. Vi VET inte det här, bara räknar med möjligheten.

Kosmiska inslag (i våra regioner, se RegionKrysset) varierar, som tidigare noterats: I stort en förekomst från 2 till 20 minuter med olika amplituder har noterats i det här dokumentets tester — och beroende på den detekterande elektronikens känslighet. Förekomsten ovan skulle — i princip — kunna vara en partikulär kosmisk (rest-) effekt. Men vi vet inte närmare vad som gäller i det avseendet — här, än.

Resultatbild GP2T:

Så förklaras därmed GammaPulserna i GP2T:

—GP2T-kretsen ger uppenbarligen starka förstärkningar (10ggr mer än 2TgammaKretsen) av gammakvantaförekomster från Am241-preparat: alla gammaförekomster visar i stort samma utamplitud = 300mV utan någon nämnvärd skillnad i amplitud mellan de olika tillfällena (GP2T-oscillogramExemplet).

Säker gammafrekvens:

Enda säkra sättet att skilja ut gammaförekomster i räknande antal från ICKE-sådana, är uppenbarligen att (statistiskt: flera tillfällen) räkna »falsktriggarna» före gammapreparatets insättning och sedan subtrahera dessa från gammaräkningen.

Se även i Mätsatsen.

GP2tJFET — Version A

GP2tJFET.vA —

FRÅN GP2Tbasic — 11Jun2016

GP2tJFET

UTVECKLINGARNA bakåt

GP2Tbasic

2TGamma utan R1

Mätövning i Skärmlådan

2TGkomp

har lett (oss) fram till en (länge) önskad (praktisk) tillämpning som visar (styrkan i) HUR en JFET-transistor används för att ta fram de mest svaga av alla signaler — en s.k. för-förstärkare — som sedan kan förstärkas vidare av andra grövre enheter:

PiN-diod → JFET-steg → 2TGammaKretsen →

DetektorKrets → Sample&Hold

—————————————————————————————————

ETT PRAKTISKT FUNGERANDE JFET-STEG VISAS NEDAN VÄNSTER

Schema och koppling som nedan i Skärmlådan version V2.3 — vi studerar först kretsblocket enbart via reglerad batterispänningsmatning Uin=5V00:

GP2tJFET — version A — 11Jun2016 -- Se även UTVECKLINGARNA BAKÅT — Sample&Holdkretsen visar de olika mätpunkterna utöver nedan [ A ].

U[JFET-Source]Uppmätt = 1V85 med separat insatt CA3140 Rin=1,5TeraOhm i Skärmlådan V2.3 [13Jun2016] -- tillfälligt suspenderad bipolär sektion för mätuppgiftens ändamål.

Vid uppmätningen: R9=1M; R7=3M; R8=2M.

R1 R6 R7 R8 R9 — ovan vänster färgmarkerade resistanser.

• Ersätts R9=1M med R9=10M blir kretsen »hyperkänslig» — med över 30ggr svarsfrekvens.

— Se GP2tJFET.vB — GP2tJFET.vA med Ringfunktion (Rena rama »GammaDuschen»).

• DEKADERNA FÖR R7-R8 resp. 3M-2M, 300K-200K, 30K-20K har alla testats med inbördes icke observerade differenser: alla visar samma resultat från Am241-preparatet TestFigur1: samma typiska amplituder (min 400mV), samma typiska pulsbredder (max 50µS) och pulsform, bilden ovan överst höger; Vi väljer (här) självklart dekaden med lägsta strömmen (3M-2M).

• Allmänna Funktionen: MINSTA LILLA STRÖMINPUTTNING i C4 från PiN-dioden BPW34, in till JFET-Gate — och därmed en LITEN uppPutt i spänning över R9 — öppnar JFET Drain(»COLLECTOR»)-Source(»EMITTER») med en MYCKET större tvärström — VI SKULLE VARA JÄTTEGLADA OM DET SÅ BARA VORE EN ENDA YNKA NANOAMPERE — som puttas in i C6 till T1b, och därmed funktionen.

Jämfört med den rena 2TGammaKretsen SKULLE då en avsevärt större motsvarande PiN-diodström ses av T1 (än originalets tiotal picoampere), och därmed motsvarande mera kraftig respons. Och SÅ ser det ut som att kretsen ovan också verkligen fungerar.

JFET BF245A (Philips DataBook) har PinchOff-spänningen vid eller nära Minus 2V relativt Source(Emitter), eller som ovan: JFET:en är avstängd om Source:en ligger 2 volt (eller sublimt nära 1V85) över Gate:en.

GP2tJFET KD:

Kopplingsdäcket:

Inga lödningar finns med. All kontaktering görs via säkra mobila komponenter/enheter.

SpecialByglingarna:

PlanVALSdragen Ø0,5mM Tennad Cu-tråd — till tjocklek ca 0,10-0,15mM — »PLANTRÅD»

Foto 12Jun2016: GP2tJFET Bild 10

Två angränsande planbyglar (planbandstjocklek max 0,3mM) kan skjutas ner i kontaktblecket (maxØ 0,8mM) tillsammans med ett ordinärt motståndskomponentben (Ø0,6mM) OM detta först plattas till något (med en plattång) i änden jäms med kontaktbleckets utsträckning. Anordningen spar (värdefullt) utrymme.

Kretsbeskrivning GP2tJFET:

R1 R6 R7 R8 R9 — ovan vänster färgmarkerade resistanser.

Kretsen GP2tJFET är som vi ser (vänster) »bara en mindre utvidgning» av (kretsen höger) GP2Tbasic (med grundläggande baskunskaper/erfarenheter från lab med JFET:s):

— PiN-diodsteget (höger ovan) med (C0) 10n är »bara» utbyggt med en mellanliggande N-channel JFET (BF245A [från före 2000] — den typen görs f.ö. inte längre). Motsvarande nyare JFET:s (s.k. »N-channel Switch») har här (ännu) inte testats men bör fungera lika väl: välj en med lägsta möjlig PitchOFF-spänning: BF245A har ca –2V.

Den underliggande kretstanken — GP2tJFET:

— JFET-transistorns förnämliga egenskaper — lågt brus, hög ingångsresistans MEN KNÖLIG ATT JOBBA MED OM MAN ÄR OVAN VID »omvända styrspänningar» — kan »BYGGAS IN I = ersätta C0-kondensatorn (höger)» FÖRUTSATT att vi hittar en lämplig ARBETSPUNKT för JFET:en att visa sin styrka på.

— Vi finner den genom att anpassa JFET-Source:ens [»Emitterns»] PitchOff-spänning (+2V) ÖVER JFET-gate:en [»Basen»]:

— (Spänningsdelaren) 5V/2V – 1 = R7/R8 = 1,5; Med R7=3M blir R8=2M — test med R7=300K och R8=200K verkar också fungera OK (ingen observerad skillnad).

När PiN-dioden skickar en strömpuls till C4 — JFET-gate:ns ingångskondensator (»GammaReceptionen»), LYFTS potentialen över 1M-resistansen (R9): Från 0V = avstängd JFET till EN LITEN JFET-ÖPPNANDE SPÄNNING över noll volt — relativt JFET-source:en som (i varje fall teoretiskt) ligger +2 volt längre upp, analogt JFET-gate:en 2 volt längre ner — betyder att JFET:en börjar leda (mycket mer än PiN-diodens egenström, vilket är målet) — MYCKET mer över DS-vägen än GS-vägen: PiN-pulsen överförs så till C6, som är samma som GP2TBasic-kretsens C0-kondensator. Och så vidare till T2cOUT.

Värdena för C4 och R9 sattes först resp. 1n och 1M (generellt [högpassfilter] ofta första ansatsen för praktiska AC-test). Dessa har sedan justerats som ovan (vidare nedan speciellt om R9).

— C5 visade sig sedan krävas för att kretsen inte ska uppvisa rekylpulser: Är C5 mindre än 1n visar sig sådana. 100n-värdet för C5 ger observerat stabil enpulsfunktion.

— C6-värdet är »standardvärde» med uppslag från olika »liknande projekt» — som ett första testvärde. Det har sedan visat sig fungera utan problem.

— Alla C-komponenter är av typen plast eller keramik.

JFET-transistorn SÅLEDES endast (C0-kondensator-) förstärker originalströmpulsen från PiN-dioden så att denna, då den når KainkaKRETSEN (2TGammaOriginalet), SES som en (jätte-)STOR PiN-diodPuls. Det är den enkla funktionsgrunden.

Prestanda GP2tJFET.vA:

MÄTPUNKTER A-G visas i Sample&Holdkretsen.

MÄTPUNKT A = T2cOUT samma som i 2TGammaKretsens originalversion.

MÄTPUNKT F = AC-extraherad spänningsföljare relativt GND —— samma som en ren DC-linje —— från Mätpunkt A via OP3 CA3140. Negativa delar klipps.

—————————————

Am241-preparatet enligt TestFigur1.

GP2tJFET-Prestanda

PRESTANDA hos GP2tJFET.vA

—————————————————————————————————————

SAMMANSTÄLLD JÄMFÖRELSE MED DE OLIKA UTVECKLINGSVERSIONERNA

Sampla&HållKretsens SampleTransistor (NCH MOSFET BS170) var från början inte tänkt att överföra SÅ stora amplituder som Över) 400mV: »MAX 200 mV» var tanken. Backdioden i den komponenten, nämligen, börjar släppa tillbaka laddningar från ca 400mV, och därmed demolerad HÅLL-spänning.

En viss kompensation för högre amplituder (speciellt nedan i »RingVersionen») fås om RC-värdena (47p-680K, Mätpunkt E) ersätts av resp. 68p-1M. För mera reguljära hållspänningar (oberoende av backdioder och annat hindrande) måste en annan konstruktion realiseras.

För ev. vidare.

NOTERA »FALSKPULSERNA»:

— Triggning på brustopparna i utgångskretsens spänningslinje (här ca ±25-30mV t-t: ganska precis ett band på 50mV t-t som visar ett RMSvärde om ca 10-12mV) resulterar också i sådana pulsformer som nedan, samma typ som visas på gammaförekomster. Enda sättet att skilja den ena från den andra är att (efter TrigPotR2.p-justering) jämföra ev. »vilande antal förekomster» med aktuella förekomster (MätSatsen) då typ ett Am241-preparat appliceras (TestFigur1).

I fallet KOSMISKA INSLAG får man helt enkelt sätta TrigPot-nivån (betydligt, säkert) över ev. pulstoppar, och sedan bara sätta sig ner och invänta tillfällena (DS-oscilloskopets Mode=Single visar RÖD LAMPA för varje träff). I våra regioner (RegionKrysset) med PiN-dioderna BPW34/BP104, räkna med »ordinära förekomster» ca 1 per 2-5 minuter — med KANSKE en rejäl topp runt 1 per timme. Jämför resultatbilden nedan.

Det betyder (i netto) att GP2tJFET-kretsen INTE är någon reguljär »gammaSpektrometer» (anordning som kan mäta&klassificera relativa energinivåer). Utan endast DELVIS en sådan. Huvuduppgiften är (här) att få en (gamma-) DETEKTERING. Med nedanstående resultatbild förefaller den uppgiften tillfredsställande löst — i varje fall för Am241-förekomster 2mM utanför BPW34/BP104 (TestFigur1), samt tydligen en del kosmiska inslag.

TESTRESULTAT, GP2tJFET.vA

RegionKrysset (MellanSverige Jun2016) visar (här) referensen till förekomsten kosmiska gammaresponser.

KOSMISK MEDELFREKVENS:

1 förekomst var tredje minut — 500mV-800mV

— Jämfört med originalkretsen (Kainka-originalet) ser vi att brusgolvet (här) i GP2tJFET.vA är något mindre, samt att amplituderna för kosmiska inslagen (i allmänhet) något högre (>400mV) jämfört med originalets tre visade exemplar [Tydliga Kosmiska Bidrag] (<400mV). Skillnaden framträder dock mera märkbar i närvaro av det ordinära Am241-preparatet:

KainkaOriginalet (Utrig=90mV); Uin=9V:

gammapulsamplitud (typisk): 100mV

Am241-preparatet ca 1mM utanför PiN-dioden — kapsling version V1:

50mV/DIV--50µS/DIV

KainkaOriginalet (Utrig=36mV); Uin=5V:

gammapulsamplitud (typisk): 50mV

Am241-preparatet direkt över PiN-dioden TestFigur1 — enligt kapsling version V2.2:

50mV/DIV--500µS/DIV--Utrig@36mV@Uin5V02

GP2tJFET(vA, Utrig=34mV); Uin=5V:

gammapulsamplitud (typisk): 400mV

Am241-preparatet direkt över PiN-dioden TestFigur1 — enligt kapsling — likvärdiga versioner V2.2 och V2.3:

200mV/DIV--200µS/DIV--TrigUpotR2.p@36mV@Uin5V00

Det är — tydligen — i stort sett en förbättring i SignalTillBrus (SNR) med 10ggr.

— Allt tack vare SKÄRMLÅDAN i dess ytterst enkla konstruktion: möjligheten att enkelt, snabbt och bekvämt — och effektivt — byta, testa och analysera olika komponenter: (SUPER-Ultra-) snabb ASSOCIATIV koll. Vi behöver inte utföra lödningar eller producera kretskort. Vi behöver ALDRIG vänta.

Samtliga TGammakretsar som testats här (Versionerna) är bestyckade med gamma-likvärdiga PiN-dioderna BPW34 eller BP104 (bägge finns [2016] på ElectroKit).

GP2tJFET.vB:

GP2tJFET.vA MED RINGFUNKTION — multipla pulser

MultipelPulser från GP2tJFET.vA:

Ersätts R9standard1M i GP2tJFET.vA

med R9=10M uppstår rena villervallan — på ett delvis ordnat sätt:

»GammaRingen»:

—————————————————

Uin@5V00 med TrigPotR2.p=36mV.

—————————————————

Vänster: Ingen närvaro av Am241-preparatet.

Höger: Am241-preparat direkt på Skärmlådan V2.3 enligt TestFigur1.

Gulpulserna ovan (med mätproben direkt över HOLD-kondensatorn i Sample&HoldKretsen) är som nedan med högre svepupplösning sammansatta av 1-6 tätt liggande pulser med (i allmänhet, inte alltid) avtagande amplitud, utspridda inom runt 1000µS (1mS).

DS-oscilloskopets begränsade pixelupplösning — 50p/DIV med en grupp på 4pixels per mätpunkt, se DSO-displayen — gör att tidssvep som samlar allt flera förekomster (typ 1S/DIV) klipper bort pulstoppar smalare än t/DIV/25. Så, man kan inte riktigt få en rättvis amplitudbild på den vägen i större samlingar.

Frekvensrekord:

160 förekomster på 10 sekunder — »GammaRingen»

Hur som helst. Med R9=10M förefaller GP2tJFET-kretsen »superkänslig».

— Från normala förekomster (TestFigur1) på runt 0,5Hz (1 per 2 sekunder) visas plötsligt (160 förekomster på 10 sekunder) »rena spöregnet»: 16Hz relativt 0,5Hz är, uppenbarligen, 32 ggr högre.

Även om vi räknar (max, inte mer än) 6 rekylpulser per gammatriggtillfälle skulle vi inte komma upp i mer än 3Hz med den ordinära G2tJFET.vA-kretsen. Tydligt är, då, att den ökade känsligheten — KANSKE — avspeglas i en mera ingående gammarespons. Amplituden nämligen, drar också iväg, betydligt som ovan:

JÄMFÖRANDE RESPONSDATA GP2tJFET.vA med olika R9-värden:

————————————————————————————

G2tJFET.vA Med Am241 enligt TestFigur1:

——————— —————————— ——————

ordinära minst 400mV 50µS med R9=1M

spektakulära minst 600mV 100µS med R9=10M

G2tJFET.vA Utan Am241 — långtidstest för koll på inslag från kosmiska strålningen — se GP2tJFET-Prestanda:

——————— —————————— ——————

ordinära 400-800mV 50µS med R9=1M

spektakulära 500-1000mV 100µS med R9=10M

————————————————————————————

Kretsmatning: Uin@5V00 från REGLERAD BATTERISPÄNNING.

————————————————————————————

INNESLUTNING: Skärmlådan V2.3

BEGRÄNSNINGAR med R9=10M

Från ca Uin=6V5 blir RINGPULSERNA alltmer utpräglade självsvängningspulser: antalet växer (drastiskt) från 1-6 till tiotal och mer.

VID ca Uin=6V5 är Am241-amplituderna STORA: över 1 Volt — i allmänhet mellan 1V0 och 1V5. Alltså, rejäla höjdare. Hela kretsen befinner sig (då, tydligen) vid sin gränskapacitet.

BEGRÄNSNINGAR med R9=1M — ordinära GP2tJFET.vA

Från ca Uin=6V7 visar sig DUBBELPULSER. Am241-amplituderna ligger då mellan 900-1000mV.

VID ca Uin=7V3 visas allt mer självsvängningstendenser: allt flera pulståg visas för varje gammatrigg. Kretsen kan (alltså) knappast användas (meningsfullt) över den matningsnivån.

Ett av de mera spektakulära exemplaren nedan från långtidstest med R9=10M:

11Jun2016 — KOSMISKT INSLAG med mätproben direkt vid Mätpunkt A i GP2tJFET.vA-kretsen via R9 =10 MΩ.

1000mV = 1V vid Uin5V00 — av allt att döma (grovt 1 per timme) ett mera sällsynt kosmiskt inslag från betydligt större gammaenergier än de från Am241.

Från långtidstest av den spektakulära »RingPulsGammaKretsen» GP2tJFET.vA med R9=10M, utan närvaro av Am241-preparatet — runt totalt 50 förekomster på 1 timme, dubbelpulserna medräknade.

Frånsett dubbelformen (25/60min) ges i medeltal (som tidigare observerats) runt 1 kosmisk förekomst per 2,4 minuter.

DELVIS FÖRKLARING TILL DEN DRYGA PULSUTDRAGNINGEN via R9=10M med JFET = BF245A:

Databladet (Philips) för JFET-transistorn BF245A specificerar en ingångkapacitans på ca 4pF. Tidskonstanten med R9=10M blir då RC = 40µS. Ordinära pulsbredden med R9=1M (pulsfoten) visar ca 50µS. TROLIGT är det (då) att en fördröjning uppkommer i JFET-gate:en som resulterar i (delvis högre känslighet — 50% — och) en »pulsåterkoppling» som yttrar sig i en mindre serie (1-6st vid Uin=5V) pulser med avtagande amplitud för varje triggtillfälle.

Avslut 2TGamma:

Därmed har vi veterligt genomlyst hela 2TGammaKretsens olika övergripande detaljer — i uppgiften att få fram en anordning som (möjligen, och tydligen) kan visa ATT en gammaförekomst (från Americium 241) har passerat.

Se den spännande fortsättningen med DE VIDARE kretsutvecklingarna i

JFETγOP1 — 2TGammaKretsen ersätts av en enda TIA-kopplad OP: CA3140: gammakänsligheten ökar (ytterligare).

GENERELLT OM KRETSBYGGET -- 2TGamma

KRETSBYGGET generellt:

KONSTRUKTIONEN MED SKÄRMLÅDAN

OCH ENBART KLASSISKA HÅLKOMPONENTER (eng. Through-Hole Components)

————————

KainkaKonstruktionen:

MEDVETET (bara litet) har ovanstående från GP2tJFET.vA understrukits med

ICKE-LÖDNING och ICKE-YTMONTERAT

i anledning av följande noterade allmänna påståenden i samband med

WEBBENS etablerade beskrivningar i ämnet Gamma Detektor Krets Byggena:

PIN-DIODE COUNTER, Bernd Laquai 4.9.2012

http://opengeiger.de/PinDiodenZaehler_en.pdf

” However a metal can is appropriate and has the advantage that the ground connection can easily be soldered to the sheet metal (the shielding is most efficient when connected to the ground potential of the circuitry).”

WHY THIS WEBPAGE?, övrig specifikation saknas

http://www.opengeiger.de/WarumDieseSeite_en.pdf

” For the construction of a do-it-yourself Geiger counter certain knowledge of electronics is required however. For the Geiger counter described on this webpage one should be particularly familiar with a fine tip soldering iron and the assembly of surface mount electronic components.”,

Författaren/författarna till ovanstående har — möjligen — inte hunnit testa alternativen [‡] fullt ut — än.

WEBBEN generellt (Jun2016) i ämnet verkar heller inte innehålla någon överdriven presentation utöver »solidifierade [ihoplödda] plåtburkslösningar».

Alternativ har eftersökts (Jun2016), men ännu inte påträffats.

Varken lödning eller ytmonterat finns med — här.

En större mängd artiklar/dokument i samband med GörDetSjälv-GammaSensorByggen finns i (den förträffliga) webbkällan nedan och som innefattar dokumentreferenserna ovan,

USE A CHEAP PIN DIODE AS A GEIGER COUNTER, 2014

http://hackaday.com/2014/10/25/use-a-cheap-pin-diode-as-a-geiger-counter/

Samtliga dessa projektdokument beskriver byggenas FORM via typen mer eller mindre »ihoplödda plåtburkar» — med ytmonterade komponenter på särskilt frametsade kretskort:

— Definitivt ingenting för seriöst elektronikintresserade amatörer:

Varför inte?

— AMATÖRENS OEFTERGIVLIGA KRAV på KOMPONENTTEST — analys och undersökning = kunskapsinsamlande med omedelbar associativ verkan — är UTESLUTNA efter lödarbeten och via etsade kretsar — annat än under ytterst påfrestande, omständliga ingrepp. Intresset DÖR snabbt. Bara ett fåtal entusiastiska eldsjälar orkar med det.

— Vi utför, normalt, lödarbeten och etsningar efter en genomlyst kretsbild, om alls.

I DENNA PRESENTATION:

Det finns varken lödarbeten eller ytmonterade komponenter i kretsblocken till 2TGammaKretsarna i den här presentationen.

Kretsblocken använder enbart Lilla Kopplingsdäcket + den enkelt avtagbara och återinsättbara Skärmlådan V2.2-3;

— Komponenter ALLA AV TYPEN KLASSISKA HÅLMONTERBARA kan hela tiden, snabbt och omgående bytas, ändras, testas och analyseras utan Ingenjörens bindning till lödarbeten eller andra »solidifierande» hinder i analys- och testarbetet.

KRETSLÖSNINGAR-ledningsdragning med komponentplacering PÅ KOPPARLAMINAT kommer f.ö. alltid SIST — när vi VET hur vi vill ha det, i detalj. Och även då, uteslutande som en FÖRSTA (primitiv) prototyp.

BASDATA — Gammadetektering

BASDATA — Se även i SNR

Basdata — Kosmiska strålningsinslag vid Jordytan:

” Experimentalists are familiar with this number in the form I ≈ 1 cm⁻² min⁻¹ for horizontal detectors.”, s6n:

Lawrence Berkeley National Laboratory — 24. COSMIC RAYS, 2008

http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/cosmicrayrpp.pdf

” The theoretical rate of cosmic rays is of the order of 1 count per minute per cm² of active area, but it does depend on solid angle, so this number is only approximate.”;

” Worse case terrestrial radiation may have energies up to 1.3 MeV”:

Issues to consider in the design of Muon (cosmic ray) Detectors — What should the count rate be?

COSMIC RAY DETECTORS, datumuppgift saknas

http://www.hardhack.org.au/book/export/html/2

” As such, the cosmic ray flux at the equator is four times less than the flux at the poles.”,

” This is because cosmic rays are guided to the poles along the Earth’s magnetic field lines.”:

Antarctic Glaciers — COSMIC RAYS, 2015

http://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/dating-glacial-sediments-2/cosmic-rays/

För ev. ytterligare.

PRAKTISK ELEKTROMEKANIK — DSO-manualen -- Primärt färdigställd INNEHÅLLSFÖRTECKNING 2Okt2016

Praktisk ElektroMekanik — 2TGammakretsen

END.

Praktisk ElektroMekanik — 2TGammakretsen

innehåll: SÖK äMNESORD på denna sida Ctrl+F · sök ämnesord överallt i SAKREGISTER

sök ämnesord överallt inom ELEKTRONIKEN i separat sakregister för Praktisk Elektromekanik i sakregister elektroniken

Praktisk ElektroMekanik — 2TGammakretsen

ämnesrubriker

innehåll

GAMMAPROJEKTET — 2TGammaKretsen

ÖVERSIKT I LÄNKAR

Gamma2T — Grundkretsen från Kainka (2011)

2TGamma

2TGamma — INLEDNING

Regionkrysset

2TGamma — Grundkretsen

Kosmisk gammarespons

SCHEMA — 2TGamma Version 1

PiN-diodens anslutning

90mV trig — allmän resultatbild för 2TGamma

MONTERING — VERSION 1

2TGamma 5V test

2TGammaKretsens utgångsbrus — JÄMFÖRELSER 5 ¦ 9 ¦ 18 V

Batterimatningen till 2TGamma — MikroSwitchen

GRUNDSKÄRM — planjordning

2TGamma Version 2

2TGammaKretsen på lilla kopplingsdäcket

KOPPLINGSSCHEMAT

Skärmlådans konstruktion

DETEKTERINGEN till 2TGammaKretsen UTVECKLAS

DetektorKretsen — från 2TGammaKretsen

Detektorkretsen Modifierad — KOPPLINGSSCHEMA

MÄTSATSEN

Sample&Hold till 2Tgammakretsen

KOPPLINGSSCHEMA

6V9-nivån

KOSMISKA STRÅLNINGENS BIDRAG

Samplingspulsen via 680K

RESULTATBILD

Långtidstest — Kosmiska inslag

Switchpulsen för Sample And Hold

Räknarkretsen

HELA EXPERIMENTANORDNINGEN

Räknarkretsens kopplingsschema

Gamma2T — Matematik, signalgrunder, kretsförklaringar

2TGammaKretsens Matematik

Fattiga kretsdata i originalet

Jämförande DSO-oscillogram

Kainkareferenserna

Förstärkningen

KALKYLERNA — 2TGamma — hur kretsbildens förstärkning kan förklaras

2TGamma komponenterna

Mätövning i Skärmlådan — 2TGammaKretsens analyseras via mätOP CA3140 — Jun2016

Kalkyl 3 — 2TGammaKretsens komponenter — R2 R3 R4 R5

RESULTATBILDEN — 2TGanalys: R1(220K) är överflödig

2TGammaKretsen utan spänningsmatning till PiN-dioden — och R2 som backspänd switchdiod

FUNKTIONEN FÖRKLARAS

Kalkyl 4 — 2TGammaKretsens råform — resulterande utamplitud

PiN-diodens GammaEffektiva STRÖMRESPONS

PiN-diodMatematiken

DIAMETERREDUKTIONEN — införd justeringsfaktor i gammastrålningens detekterande experimentalmatematik

Kalkyl 5 — RamseySambanden: PiN-diodströmmen från Gammakvanta

PiNGammaMath — delvis kaotiska webbuppgifter

Elektronernas Relaxationstid

Kalkyl 6 — RamseySambanden: PiN-diodens effektiva GammaRespons

SNR-matematiken

MDS-matematiken

Kalkyl 1 — MDS-sambanden — 2TGammaKretsens signalkänslighet

Kalkyl 2 — Motsvarande känslighet via Noise Figure — 2TGammaKretsen

GAMMAPROJEKTET — inledande grova manuella grundtester med 2TGamma och Americium 241-preparatet

De 5 testlägena

RESULTATBILD

GAMMAKVANTA OCH ELEKTRONIKAMATÖRENS KUNSKAPSUTVECKLING

GammaKvanta

OPERATIONSFÖRSTÄRKARNAS LÖSNINGSGRUNDER — OPsignalBrus:

OPsignalBrus

MaximGruppens 4OP-GammaKretsData

Gamma2T — Vidareutvecklingar av Grundkretsen

2-transistors gamma PULS detektor från 2TGammakretsen utan R1 — 10Jun2016

FlashPotentiometern

GP2T: 2TGamma — utvecklas vidare för högre känslighet med JFET

GP2Tbasic — kopplingsschema

Resultatbild GP2T

GP2tJFET Version A

KOPPLINGSSCHEMA

KOPPLINGSDÄCKET

Kretsbeskrivning GP2tJFET

Prestanda GP2tJFET Version A

KOSMISK MEDELFREKVENS

GP2tJFET Version B

FREKVENSREKORD — »GammaRingen» — 160 förekomster per 10 sekunder

Avslut 2TGamma

Vidareutvecklingar med operationsförstärkare — separat dokument

Gamma2T kretsbygget generellt

KONSTRUKTIONEN MED SKÄRMLÅDAN

KainkaKonstruktionen

Basdata — Gammadetektering

Kosmiska strålningsinslag vid Jordytan

referenser

[HOP]. HANDBOOK OF PHYSICS, E. U. Condon, McGraw-Hill 1967

Atomviktstabellen i HOP allmän referens i denna presentation, Table 2.1 s9–65—9–86.

m_n = 1,0086652u ...................... neutronmassan i atomära massenheter (u) [HOP Table 2.1 s9–65]

m_e = 0,000548598u .................. elektronmassan i atomära massenheter (u) [HOP Table 10.3 s7–155 för m_e , Table 1.4 s7–27 för u]

u = 1,66043 t27 KG .............. atomära massenheten [HOP Table 1.4 s7–27, 1967]

u = 1,66033 t27 KG .............. atomära massenheten [ENCARTA 99 Molecular Weight]

u = 1,66041 t27 KG ............... atomära massenheten [FOCUS MATERIEN 1975 s124sp1mn]

u = 1,66053886 t27 KG ........ atomära massenheten [teknisk kalkylator, lista med konstanter SHARP EL-506W (2005)]

u = 1,6605402 t27 KG .......... atomära massenheten [@INTERNET (2007) sv. Wikipedia]

u = 1,660538782 t27 KG ...... atomära massenheten [från www.sizes.com],

CODATA rekommendation från 2006 med toleransen ±0,000 000 083 t27 KG (Committe on Data for Science and Technology)]

c₀ = 2,99792458 T8 M/S ........ ljushastigheten i vakuum [ENCARTA 99 Light, Velocity, (uppmättes i början på 1970-talet)]

h = 6,62559 t34 JS ................. Plancks konstant [HOP s7–155]

e = 1,602 t19 C ...................... elektriska elementarkvantumet, elektronens laddning [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö]

e₀ = 8,8543 t12 C/VM ............. elektriska konstanten i vakuum [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö]

G = 6,67 t11 JM/(KG)² .......... allmänna gravitationskonstanten [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö] — G=F(r/m)² → N(M/KG)² = NM²/(KG)² = NM·M/(KG)²=JM/(KG)²

t för 10^–, T för 10⁺, förenklade exponentbeteckningar

Dekadiska prefix

PREFIXEN FÖR bråkdelar och potenser av FYSIKALISKA STORHETER

Här används genomgående och konsekvent beteckningarna

förkortning för förenklad potensbeteckning — t för 10^–, T för 10^+

d deci t1

c centi t2

m milli t3

µ mikro t6

n nano t9

p pico t12

f femto t15

I elektroniken — kopplingar, scheman — skrivs ofta enbart tusenprefixen K M osv. för de olika storheterna Resistans i OHM typ 1K, 1M osv. och Kapacitans i Farad 1µ 1n 1p osv istf. det mera fullst. resp. 1KΩ, 1MΩ, osv; 1µF, 1nF, 1pF osv.

Alla Enheter anges här i MKSA-systemet [Se International System of Units] (M meter, KG kilo[gram], S sekund, A ampere), alla med stor bokstav, liksom följande successiva tusenprefix:

förkortning för förenklad potensbeteckning — t för 10^–, T för 10^+

K kilo T3

M mega T6

G giga T9

T tera T12

P Peta T15

E Exa T18

Z Zetta T21

Y Yotta T24

Exempel: Medan många skriver cm för centimeter skrivs här konsekvent cM (centiMeter).

MAC, modern akademi

TNED

(Toroid Nuclear Electromechanical Dynamics), eller ToroidNukleära Elektromekaniska Dynamiken

är den dynamiskt ekvivalenta resultatbeskrivning som följer av härledningarna i Planckringen h=m_nc₀r_n, analogt Atomkärnans Härledning. Beskrivningen enligt TNED är relaterad, vilket innebär: alla, samtliga, detaljer gör anspråk på att vara fullständigt logiskt förklarbara och begripliga, eller så inte alls. Med TNED får därmed (således) också förstås RELATERAD FYSIK OCH MATEMATIK. Se även uppkomsten av termen TNED [Planckfraktalerna] i ATOMKÄRNANS HÄRLEDNING.

SHORT ENGLISH — TNED in general is not found @INTERNET except under this domain

(Universe[s]History, introduced @INTERNET 2008VII3).

TNED or Toroid Nuclear Electromechanical Dynamics is the dynamically (related) equivalent — resulting description — following the deductions in THE PLANCK RING, analogous AtomNucleus’ Deduction.

— The description according to TNED is related, meaning: all, each, details claim to be fully logically explainable and understandable, or not at all. With TNED is (hence) also understood RELATED PHYSICS AND MATHEMATICS. See also the emergence of the term TNED in AtomNucleus’ Deduction.

Senast uppdaterade version: 2016-10-18

*END.

Stavningskontrollerat 2014-01-27 | 2016-10-14.

rester

åter till portalsidan · portalsidan är www.UniversumsHistoria.se

∫ ∫ Δ √ ω π τ ε ħ UNICODE — ofta använda tecken i matematiska-tekniska-naturvetenskapliga beskrivningar

σ ρ ν ν π τ γ λ η ≠ √ ħ ω →∞ ≡

Ω Φ Ψ Σ Π Ξ Λ Θ Δ

α β γ δ ε λ θ κ π ρ τ φ ϕ σ ω ϖ ∏ √ ∑ ∂ ∆ ∫ ≤ ≈ ≥ ˂ ˃ ← ↑ → ∞ ↓

ϑ ζ ξ

Pilsymboler, direkt via tangentbordet:

Alt+24 ↑; Alt+25 ↓; Alt+26 →; Alt+27 ←; Alt+22 ▬

Alt+23 ↨ — även Alt+18 ↕; Alt+29 ↔

☺☻♥♦♣♠•◘○◙♂♀♪♫☼►◄↕‼¶§▬↨↑↓

→←∟↔▲▼ !”#$%&’()*+,

■²³¹·¨°¸÷§¶¾‗±

åter till portalsidan · portalsidan är www.UniversumsHistoria.se