Progetto e realizzazione di un impulsatore a 8 canali differenziali 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. A partire da un lavoro di tesi parallelo, che ha prodotto un modulo che implementa 2 canali indipendenti, in grado di generare segnali ad onda quadra caratterizzati da tempi di commutazione minori di pochi ns, introdurre un ritardo variabile rispetto ad un clock di riferimento, ampiezza dell’impulso e offset regolabili; in questa tesi è stata realizzata la mainboard di supporto per innestare le quattro schede del modulo a 2 canali e l’interfaccia utente, che consente di impostare tutti i parametri d’uscita dell’impulsatore a 8 canali tramite un bus I2C pilotato da un microcontrollore su di essa allogiata. Il ritardo introdotto dal singolo modulo è inoltre caratterizzato da un jitter minore di 20 psrms e la frequenza massima del segnale raggiunge 100 MHz.