Dissertação

{en_GB=SiPM Multi-Pixel Readout ASIC} {} EVALUATED

{pt=Este trabalho consiste em projectar um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) para estudo do sinal proveniente de sensores fotomultiplicadores de silício (SiPM), tendo estes diversas aplicações, desde a indústria Aeroespacial, à física ou à astronomia. Inicialmente foi estudado as possíveis alternativas existentes no mercado e o comportamento de alguns sensores deste tipo, de modo a justificar o desenvolvimento do circuito ou a sua possível futura fabricação. Após uma primeira análise, sucede-se ao desenvolvimento do circuito que é constituído essencialmente em duas partes, o circuito analógico e o circuito digital. O circuito analógico consiste na aquisição do sinal proveniente do sensor, na sua amplificação e uma posterior formatação através de um filtro configurável, de forma a ser possível extrair informação útil do mesmo. O circuito digital consiste num conversor analógico-digital do tipo Flash A/D que permite a discretização e quantificação do sinal proveniente da parte analógica. O sinal é inicialmente comparado com 7 níveis de tensão pré-definidos pelo utilizador, sendo deste modo possível quantificar 7 níveis de energia que chega ao sensor naquele momento. Posteriormente o sinal é codificado, sendo as saídas finais as 3 saídas do codificador. Pretende-se que durante o normal funcionamento do circuito o relógio seja desligado, ficando desta forma um conversor Flash assíncrono. Assim, previamente à codificação é necessário proceder à sincronização dos sinais no conversor, existindo um circuito para este efeito. Para observar o comportamento dos circuitos, foram obtidos resultados em simulação com software da Cadence com a tecnologia CMOS AMS C35B4 - 0.35μm., en=This work designs an application specific integrated circuit (ASIC) to capture the signal from the silicon photomultiplier sensors (SiPM) which have many applications, since aerospace industry, physics or astronomy. Firstly, the possible alternatives existing today by manufactures and the behavior of some sensors of this type are studied in order to justify the circuit design or its future manufacture. After a first analysis, the development of the circuit consists essentially in two parts, the analog circuit and the digital circuit. The analog circuit consists in the acquisition of the signal from the sensor, its amplification and its shaper in order to be able to extract useful information from the signal. The digital circuit is an analog-digital converter, Flash A/D type, which allows the quantification and discretization of the signal coming from the analog circuit. The signal is initially compared with 7 predefined voltage levels being thus possible to quantify 7 amplitude levels that reach the sensor at that moment. Subsequently the signal is encoded and the final outputs are the 3 encoder outputs. It is intended that in normal operation of the circuit, the clock is turned off, thus the circuit is an asynchronous flash converter. So, prior to encoding it is necessary to synchronize the signal in the converter with an existing circuit for this. To observe the behavior and results, the circuits were simulated in Cadence software with the technology AMS CMOS C35B4 - 0.35μm.}
{pt=ASIC; SiPM; Flash A/D; 7 níveis de energia, en=ASIC; SiPM; Flash A/D; 7 amplitude levels}

Junho 1, 2016, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Cavaco Gomes Horta

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar