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D. Der Leuchtdioden-Monitor
D.1 Aufbau und Funktionsweise des LED-Monitors
Zur Beschreibung der Funktionsweise sei auch auf Abb. D.1 verwiesen. In Abb. D.2 ist das elektronische Schaltbild
des hier beschriebenen Leuchtdiodenpulsers dargestellt. Ein auf 170 V aufgeladener Kondensator (C) wird
mittels eines im Avalanchemode betriebenen Transistors (T4) in kurzer Zeit entladen.
Der Entladestrom wird uber ein 50 -Kabel (Type RG174 oder RG58, siehe auch AbschnittE)aneinein
Durchla richtung geschaltete Leuchtdiode gegeben. Der sehr hohe Strompuls bewirkt einen sofortigen Aufbau
der Emission. Die charakteristischen Zeiten liegen im Bereichvon 1 Nanosekunde und sind damit erheblichkurzer
als die im allgemeinen gultigen Katalogspezi kationen der Anstiegszeiten fur Leuchtdioden von ca. 10 ns.
Gleichzeitig zum Aufbau des Lichtsignales in der Leuchtdiode durchlauft das elektrische Signal ein Clipkabel,
wird an dessen kurzgeschlossenem Ende re ektiert und loscht beim Wiedereintre en an der LED durch den
Gegenstrom den Lichtpuls. Diese dabei erreichbaren Abschaltzeiten sind sehr viel kurzer als die Zeiten, die auch
ansonsten durch die in der Sperrschicht ablaufenden Rekombinationsvorgange zu erreichen waren.
Auf diese Weise ist es moglich sowohl kurze Anstiegszeiten des Signales durch denschnellen Aufbau des elekronischen
Pulse wegen des Avalanchebetriebes als auch variable, kurze Signallangen wegen der Clippung des
Pulses zu erreichen (vergl. Tab. D.2).
An einem Modul des mehrfach geanderten und optimierten Gerates (Schaltplan siehe Abb. D.2) wurden im
November 93 einige Tests zur Uberprufung des Einhaltens der Spezi kationen unternommen. Getestet wurden
dabei die Eigenschaften des elektronischen Ausgangspulses in Abhangigkeit von der Signalfrequenz und
-amplitude. Die Ergebnisse sind in Abb. D.3 dargestellt.
Leider mu te festgestellt werden, da die geforderte Unabhangigkeit in der Einstellung der Frequenz und der
Amplitude des elektonischen Ausgangssignales der Pulsermodule nicht gegeben war. Man erkennt dies in den
folgenden Abbildungen daran, da zugleich mit einer Regelung der (internen) Wiederholrate der Pulse eine
nicht unerhebliche Anderung der Amplitude einhergeht (durchgezogene Linien). Bei diesem Versuchsgang war
das Potentiometer zur Amplitudenregelung durch einen 51 Widerstand ersetzt worden. Generell gilt, da mit
hoheren (internen) Triggerraten in Bezug auf die Zeiteigenschaften bessere Ausgangspulse zu erzielen sind.
Bei Regelung der Ausgangsspannung uber das interne Potentiometer kann jedoch fur einen weiten Bereich der
Amplituden festgestellt werden, da sich die dargestellten Zeiteigenschaften relativ wenig andern.
Zusammenfassend gilt fur den momentanen Aufbau der NIM-Module, da bei moglichst hoher Frequenz, d.h.
ab 10 kHz Triggerrate und hoher Ausgangsamplitude die elektronischen Bestwerte erreicht werden:
. Anstiegszeit (10-90%) 0.61 ns
. Abfallzeit (90-10%) 0.89 ns
. Signalbreite (FWHM) 1.76 ns
. Signalhohe 40 Volt
D.2 Die Voruntersuchungen
Um die bestmogliche Leuchtdiode{Clipkabel Kombination zu ermitteln, wurden einige Tests mit einem Prototypen
des Leuchtdiodenpulsers durchgefuhrt. Dabei wurde im Dunkeln die Mitte der Photokathode eines
Photomultipliers des Typs H2431 mit der Seriennummer AA3363 mit dem Licht verschiedener Leuchtdioden
und Laserdioden bestrahlt und die Charakteristika des Verlauf des Anodensignales festgehalten. Die Ergebnisse
sind in Tab. D.2 zusammengefa t.
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