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Tesi etd-05072009-094314


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
REGGIANNINI, MARCO
URN
etd-05072009-094314
Title
Studio e sviluppo di algoritmi di elaborazione del segnale per sistemi di acquisizione spettroscopica
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
FISICA APPLICATA
Supervisors
Relatore Prof. Passuello, Diego
Parole chiave
  • algoritmi di spettroscopia
  • stima ottima
  • tecniche d'interpolazione
Data inizio appello
22/05/2009;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
La tesi ha per oggetto la digitalizzazione e il miglioramento delle prestazioni di un sistema per misure spettroscopiche.
Facendo riferimento ad una classica catena elettronica per misure spettroscopiche (detector - preamplificatore - shaping amplifier) ci si è focalizzati sul segnale in uscita dalla suddetta catena, con lo scopo di confrontare due procedure di stima dell’energia depositata.
Un sistema attualmente utilizzato per estrarre informazioni sull’ampiezza del segnale impiega un circuito di peak-sensing che fornisce il valore di picco (in rappresentazione binaria) dell’impulso.
Si è studiato un sistema alternativo in cui il circuito di rivelazione di picco è stato sostituito da uno stadio di digitalizzazione a campionamento veloce; in questa nuova configurazione il segnale digitalizzato viene inviato ad un processore off-line che ne elabora il contenuto.
Si sono studiati e sviluppati codici (in ambienti C++ e Matlab) che, implementando algoritmi ottimi per la stima congiunta di più variabili, estraggono dai campioni osservati alcuni parametri di interesse, tra cui l’ampiezza e il ritardo di presentazione dell’impulso.
Si sono inoltre forniti i criteri per il dimensionamento della procedura di digitalizzazione del segnale (scelta della frequenza di campionamento e dell’aritmetica di precisione) e si è effettuato un confronto ragionato tra più tecniche di interpolazione (parabolica, tramite spline cubiche e mediante funzioni kernel a banda limitata), da utilizzarsi per il miglioramento delle stime.
Tramite una procedura di simulazione si è verificata l’efficienza degli algoritmi di stima realizzati.
E’ stata infine sviluppata un’analisi su un insieme di acquisizioni sperimentali del segnale in cui si è verificato il miglioramento, mediante l’impiego dei suddetti algoritmi, delle prestazioni di misura (in termini dell’errore quadratico medio).
L’attività sperimentale descritta in questo lavoro è stata interamente realizzata presso la C.A.E.N. S.p.A. con sede a Viareggio, azienda all’avanguardia nella produzione di strumentazione elettronica di Front End e Power Supply per laboratori di fisica delle prticelle.
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