原创 SiPM偏置电压源输出测试

更换高压偏压源输出端连接的电感

概述

滨松电源C14156手册中给出其输出并不是直接驱动MPPC，而且串接一个“Chip Inductor”之后再驱动MPPC，如图1所示。当前测试系统由于对于这个电感认识不足，默认焊接的是磁珠BLM18EG221TN1D。后跟滨松工程师确认，日本方面推荐的型号是BRL2012T100M。

图1：C14156推荐电路

按照默认配置，测试板测量得到的信号下降沿尾巴会观测到明显振荡，此时shaping输出如图2所示。

图2：高压源使用磁珠隔离

测试1（测试日期：2021年4月30日）

将高压输出的磁珠更换为2个5.6uH电感串接（实际11.2uH）后测试结果如图3.

图3：使用11.2uH电感后振荡幅度被压缩

测试2（测试日期：2021年5月12日）

从WE申请电感样品，今天使用47uH电感，测试结果如图4。

图4：振荡幅度继续被压缩（上下各20mV以内），且主脉冲基本成型

图5：示波器通道1是TOUT，示波器通道2是shaping

注：上述实验都是在16个通道都开放的情况下测量。

测试3（测试日期：2021年5月13日）

使用另外一个MPPC子板，仅耦合单根晶体，验证是否因为晶体模块本底太强导致本底信号太多，从而导致高压源供电不足。使用的晶体如图6所示，很细很短。CBA还是M2，且高压源输出串接的电感还是47uH。

图6：用于测试的单根晶体

实际测试结果显示，即便只是耦合单根LYSO晶体，SiPM的输出脉冲也会影响到高压源输出电压的纹波，如图7所示。

图7：示波器通道1为SiPM输出，示波器通道2为高压源纹波测量；测试中发现改变高压值会改变纹波的影响，具体为电压越大，SiPM的输出幅度越大，从而反馈到电压的纹波也强。图中测试设置偏置电压为38.9V左右。

如果将高压设置为正常操作电压附近，即40.76V之后，测试结果如图8所示

图8：Vop=40.76V，左图为取样采集，右图为取样平均

注：本次实验由于只是耦合单根晶体，所以其它SiPM通道均未检测到有脉冲输出，这根晶体仅耦合到通道9和通道10位置附近，在这2个通道能观察到明显SiPM信号输出，通道5和6由于靠近，也能耦合观测到微弱脉冲输出。