Progetto e realizzazione di un impulsatore multicanale ad alte prestazioni

Il gruppo di ricerca in cui è stato svolto questo lavoro di tesi si occupa della progettazione di sistemi elettronici impiegati per la rivelazione e l’elaborazione di segnali ottici, a partire dal sensore fino al sistema completo. Una tecnica comunemente utilizzata che consente di ricostruire segnali luminosi veloci e di debole intensità è il TCSCP, acronimo di Time Correlated Single Photon Counting. Gli ultimi prototipi sviluppati nel gruppo di ricerca consentono di effettuare misure TCSPC multicanale (attualmente 32). L’elettronica di conversione basa il suo funzionamento sul TAC (Time to Amplitude Converter), un cronometro elettronico capace di rivelare ritardi temporali con una risoluzione di poche decine di ps. Lo scopo di questa tesi è il progetto e la realizzazione di un impulsatore multicanale, in grado di generare segnali caratterizzati da un jitter bassissimo (poche decine di ps), per il testing di sistemi multicanale dedicati ad applicazioni TCSPC. In questo lavoro di tesi è stato realizzato un modulo che implementa due canali indipendenti, in grado di generare segnali ad onda quadra caratterizzati da tempi di commutazione minori di 2,5 ns, introdurre un ritardo rispetto ad un clock, variabile da 2,2 ns a 400 μs, ampiezza dell’impulso regolabile da 1 V a 6 V e offset regolabile tra −2 V e +5 V. Il ritardo introdotto è caratterizzato da un jitter minore di 20 psrms e la frequenza massima del segnale raggiunge 100 MHz. Il modulo realizzato è completamente configurabile dall’esterno attraverso un bus I2C ed è progettato per connettersi ad una mainboard capace di ospitare 4 moduli, quindi realizzare un impulsatore a 8 canali completamente indipendenti.