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Tesi etd-11092004-153427


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
Malvaldi, Fabrizio
email address
fabrizio.malvaldi@inwind.it
URN
etd-11092004-153427
Title
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA ELETTRONICO DI ACQUISIZIONE ED ELABORAZIONE DATI IN TEMPO REALE PER APPLICAZIONI ASTROFISICHE
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Commissione
relatore Prof. Roncella, Roberto
relatore Prof. Saletti, Roberto
Parole chiave
  • real time
  • photon counting
  • avalange breakdown
  • spad
  • firewire
  • orsys
  • C6713
  • fast transient
  • layer sensing
  • adaptive optics
Data inizio appello
13/12/2004;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
13/12/2044
Riassunto analitico
Il lavoro, svolto nell’ambito del progetto di ricerca “Cofin-Prin 2002” – “Development of Monolithic Photon-Counter Arrays for Transient High-Energy Phenomena and Adaptive Optics in Astrophysics” – , s’inserisce nel contesto di sviluppo tecnologico rivolto ad applicazioni astronomiche. In particolare il progetto è finalizzato alla realizzazione di un innovativo sistema di acquisizione del segnale luminoso nella lunghezza d’onda del visibile, basato su una matrice di 60 sensori fabbricati su silicio monolitico. Questi sensori sono chiamati SPAD (Single Photon Avalanche Diode ) e sono sensibili all’arrivo di ogni singolo fotone.<br>Gli obiettivi principali che si vogliono conseguire sono: alta sensibilità del sistema anche alle fonti luminose più deboli, la possibilità di effettuare acquisizioni molto veloci, la possibilità di visualizzare i dati raccolti in tempo reale e di svolgere alcuni elaborazioni direttamente in hardware.<br>Il progetto è rivolto essenzialmente a tre applicazioni astronomiche, per le quali sensibilità del sistema e velocità di acquisizione sono parametri critici; esse sono: l’acquisizione di immagini di transitori veloci, o Fast Transient Imaging (FTI), l’ottica adattiva, o Adaptive Optics (AO), e l’analisi degli strati atmosferici, o Layer Sensing (LS).<br>Le unità di ricerca coinvolte nel progetto sono il Politecnico di Milano per quanto concerne la realizzazione della matrice di sensori e la relativa scheda di controllo e individuazione degli eventi .<br>La Facoltà di Ingegneria dell’Università di Pisa per ciò che concerne la scheda di acquisizione e processing dei dati rivelati.<br>L’Osservatorio Astrofisico di Catania e l’ESO (European Southern Observatory) per la parte relativa ai telescopi e all’assemblaggio degli esperimenti.<br><br>Questo lavoro è organizzato in cinque capitoli. Nel primo capitolo vengono presentate le tre applicazioni astronomiche cui si rivolge il progetto e si evidenzierà come il sistema studiato cerchi di rispondere in modo innovativo alle esigenze percepite dagli astronomi.<br>Il secondo capitolo, dopo una più dettagliata descrizione del sistema complessivo con particolare attenzione ai sensori SPAD, illustra le specifiche definitive legate alla sezione di Data-Processing del sistema, affidata all’università di Pisa. <br>Il capitolo tre è dedicato alla descrizione di un’implementazione del sistema. Sarà effettuata e motivata la scelta della piattaforma di sviluppo, saranno brevemente descritte le schede di ausilio ad essa, e sarà infine effettuata la partizione del progetto della Data-Processing Board. <br>Il capitolo quarto, illustra i passi compiuti nella progettazione della scheda di elaborazione, con particolare riferimento al progetto della FPGA e del DSP che la costituiscono, per giungere a una prima versione di scheda funzionante in tempo reale per il testing operativo con i sensori su telescopio per l’applicazione di FTI.<br>Il capitolo successivo, quinto ed ultimo, illustra le conclusioni del lavoro e le modifiche di progetto per la realizzazione di una seconda versione, più funzionale e valida per tutte e tre le applicazioni astronomiche descritte. Verrà effettuata in questo modo un’ultima panoramica delle funzionalità dell’intero sistema.<br>
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