Eletrônica de front-end do experimento Neutrinos-Angra

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Costa, José Abritta
• Orientador(a): Cerqueira, Augusto Santiago
• Banca de defesa: Nóbrega, Rafael Antunes , Lima Junior, Herman Pessoa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Front-end; Instrumentação eletrônica; Circuito de condicionamento; Electronic instrumentation; Conditioning circuit
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4165

O experimento Neutrinos Angra visa desenvolver um detector compacto e novas técnicas para medir o fluxo de antineutrinos das reações nucleares que ocorrem no interior dos reatores de usinas nucleares, permitindo o monitoramento da sua dissipação de energia instantânea e revelando a composição físsil de combustível nuclear. Este trabalho apresenta o desenvolvimento da eletrônica de front-end do Detector Neutrinos Angra. Esta eletrônica deve realizar o condicionamento dos sinais provenientes de tubos fotomultiplicados, visando fornecer ao sistema de aquisição de dados um pulso que facilite a identificação do fluxo de antineutrinos que passa pelo detector. Neste trabalho, as especificações do front-end foram definidas com base nos requisitos do experimento, que são: faixa linear de operação de 0 a 50 fótons; capacidade para identificar um fóton; duração do pulso menor do que alguns µs; largura de banda do pulso menor do que 60 MHz; excursão máxima na saída de até 2 V. Para isto, uma topologia do circuito de front-end foi proposta, sendo composta por quatro subsistemas: circuito de alimentação; circuito de condicionamento do sinal; circuito de controle de offset na saída e de limiar de tensão; e circuito discriminador. Oito módulos foram produzidos para equipar o detector. Neste trabalho, três módulos foram avaliados. Os testes mostraram que o desempenho dos três módulos atenderam as especificações, apresentando uma calibração média de 7,4±0,6 V/V , tempo de subida de 26±1 ns, tempo de descida de 81 ±2,5 ns, largura a meia altura de 74±1 ns, não-linearidade menor do que 2,2% para toda a faixa dinâmica de entrada e a saturação iniciando em aproximadamente 1,4 V.