Vorverstärker - Revision history

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The preamplifier boosts the SiPM's very small signal amplitude by ~20dB and should be located as close as possible to the SiPM itself in order to maintain an acceptable signal-to-noise ratio (SNR). Therefore, a plug-on PCB for the [[sipm_board|SiPM board]] in the same form factor was designed, which shall be as versatile as possible in order to adapt for different read-out concepts with the following properties:
* supply of the SiPM bias voltage through the preamp including bias filter
* AC-coupling of the preamp input
* based on low-noise Infineon MMIC [https://www.infineon.com/cms/en/product/rf-wireless-control/low-noise-amplifier-lna-ics/general-purpose-lnas/bga614/ BGA614]
* mounting option for one (default, positive output) or two MMIC stages (negative output)
* options for preamp voltage supply (+5V): either via separate connector (J2) or remote powering via output signal (default)

[[File:Preamp V3-1.jpg|thumb|640px|right|Preamplifier schematic]]

For the different operation modes, the following '''mounting options''' are offered (unmentioned components are identical as indicated in the schematic or as in the default option):

'''Default (single-stage, remote powering)'''
* do not mount: IC2, C5, C6, L4, R5, C7, J2, J5
* mount: R7 (0R), R6 (0R), C2 (0R), connect IC2 pins 1 to 3 (e.g. with edge mounted 0R resistor)

'''Dual-stage'''
* mount: IC2, R6/C7 = pole-zero-cancellation network (e.g. 47R/22p)

'''Separate power supply connection'''
* do not mount: L3
* mount: J2

'''Floating bias voltage supply''' (galvanically isolated from signal GND)
* dnm: R7
* mount C5, C6

'''General purpose 50Ω RF amplifier''' (no SiPM, signal input via u.Fl socket J5)
* dnm: J1, J3, R1, R2, L2
* mount: J5

[[File:Preamp sipm pcbs mounted.JPG|thumb|left|mounted preamp (top) and photosensor PCBs (bottom) with one instrumented SiPM]]
[[File:Preamp_detail1.png|thumb|left|Mounted preamp plugged on the pin headers of the SiPM board of an assembled detector plate]]

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-Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_Board |SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
+Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[SiPM_board | SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
 * Zuführung der SiPM-Vorspannung durch den Vorverstärker einschließlich Vorspannungsfilter
 * AC-Kopplung des Vorstufeneingangs

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-Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_board de|SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
+Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_Board |SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
 * Zuführung der SiPM-Vorspannung durch den Vorverstärker einschließlich Vorspannungsfilter
 * AC-Kopplung des Vorstufeneingangs

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-Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_board|SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
+Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_board de|SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
 * Zuführung der SiPM-Vorspannung durch den Vorverstärker einschließlich Vorspannungsfilter
 * AC-Kopplung des Vorstufeneingangs

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-The preamplifier boosts the SiPM's very small signal amplitude by ~20dB and should be located as close as possible to the SiPM itself in order to maintain an acceptable signal-to-noise ratio (SNR). Therefore, a plug-on PCB for the [[sipm_board|SiPM board]] in the same form factor was designed, which shall be as versatile as possible in order to adapt for different read-out concepts with the following properties:
+Der Vorverstärker verstärkt die sehr kleine Signalamplitude des SiPMs um ~20dB und sollte möglichst nahe am SiPM selbst platziert werden, um ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhalten. Daher wurde eine Aufsteckplatine für das [[sipm_board|SiPM Board]] im gleichen Formfaktor entworfen, die möglichst vielseitig sein soll, um sich für unterschiedliche Auslesekonzepte mit folgenden Eigenschaften anzupassen:
-* supply of the SiPM bias voltage through the preamp including bias filter
+* Zuführung der SiPM-Vorspannung durch den Vorverstärker einschließlich Vorspannungsfilter
-* AC-coupling of the preamp input
+* AC-Kopplung des Vorstufeneingangs
-* based on low-noise Infineon MMIC [https://www.infineon.com/cms/en/product/rf-wireless-control/low-noise-amplifier-lna-ics/general-purpose-lnas/bga614/ BGA614]
+* Basierend auf rauscharmem Infineon MMIC [https://www.infineon.com/cms/en/product/rf-wireless-control/low-noise-amplifier-lna-ics/general-purpose-lnas/bga614/ BGA614]
-* mounting option for one (default, positive output) or two MMIC stages (negative output)
+* Montagemöglichkeit für eine (Default, positiver Ausgang) oder zwei MMIC-Stufen (negativer Ausgang)
-* options for preamp voltage supply (+5V): either via separate connector (J2) or remote powering via output signal (default)
+* Optionen für die Spannungsversorgung des Vorverstärkers (+5V): entweder über separaten Anschluss (J2) oder Fernspeisung über das Ausgangssignal (Default)
-[[File:Preamp V3-1.jpg|thumb|640px|right|Preamplifier schematic]]
+[[File:Preamp V3-1.jpg|thumb|640px|right|Schaltplan des Vorverstärkers]]
-For the different operation modes, the following '''mounting options''' are offered (unmentioned components are identical as indicated in the schematic or as in the default option):
+Für die verschiedenen Betriebsarten werden folgende '''Montageoptionen''' angeboten (nicht erwähnte Komponenten sind identisch wie im Schaltplan angegeben oder wie in der Standardoption):
-'''Default (single-stage, remote powering)'''
+'''Standard (einstufig, Fernspeisung)'''
-* do not mount: IC2, C5, C6, L4, R5, C7, J2, J5
+* nicht montieren: IC2, C5, C6, L4, R5, C7, J2, J5
-* mount: R7 (0R), R6 (0R), C2 (0R), connect IC2 pins 1 to 3 (e.g. with edge mounted 0R resistor)
+* montieren: R7 (0R), R6 (0R), C2 (0R), verbinde IC2 pins 1 zu 3 (z. B. mit kantenmontiertem 0R-Widerstand)
 '''Dual-stage'''
-* mount: IC2, R6/C7 = pole-zero-cancellation network (e.g. 47R/22p)
+* montieren: IC2, R6/C7 = Pol-Null-Korrektur-Netzwerk (z.B. 47R/22p)
-'''Separate power supply connection'''
+'''Separater Anschluss der Spannungsversorgung'''
-* do not mount: L3
+* nicht montieren: L3
-* mount: J2
+* montieren: J2
-'''Floating bias voltage supply''' (galvanically isolated from signal GND)
+'''Floating-Bias-Spannungsversorgung''' (galvanisch getrennt von Signal-GND)
-* dnm: R7
+* nicht montieren: R7
-* mount C5, C6
+* montieren: C5, C6
-'''General purpose 50Ω RF amplifier''' (no SiPM, signal input via u.Fl socket J5)
+'''Allzweck 50Ω HF-Verstärker''' (kein SiPM, Signaleingang über u.Fl-Buchse J5)
-* dnm: J1, J3, R1, R2, L2
+* nicht montieren: J1, J3, R1, R2, L2
-* mount: J5
+* montieren: J5
-[[File:Preamp sipm pcbs mounted.JPG|thumb|left|mounted preamp (top) and photosensor PCBs (bottom) with one instrumented SiPM]]
+[[File:Preamp sipm pcbs mounted.JPG|thumb|left|montierte Vorverstärker- (oben) und Fotosensor PCBs (unten) mit einem instrumentierten SiPM]]
-[[File:Preamp_detail1.png|thumb|left|Mounted preamp plugged on the pin headers of the SiPM board of an assembled detector plate]]
+[[File:Preamp_detail1.png|thumb|left|Montierter Vorverstärker, der auf die Stiftleisten der SiPM-Platine einer montierten Detektorplatte gesteckt wird]]