Conception d'une électronique de traitement de signaux de forte dynamique issus d'une chambre à projection temporelle

par Jérôme Pibernat

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Alain Fabre.

Soutenue en 2007

à Bordeaux 1 .


  • Résumé

    La mise en évidence de décroissances radioactives à plusieurs particules nécessite un détecteur multi-trace tel qu'une chambre à projection temporelle (TPC) dont le point de fonctionnement peut-être réglé selon la nature des éléments étudiés. La modélisation électrique d'un détecteur de ce type révèle qu'en fonction des conditions d'utilisation et de la nature des éléments étudiés, la dynamique des signaux générés peut s'élever au-delà de cinq ordres de grandeur. Un système de traitement spécifiquement dédié à cette application doit donc être étudié. Pour satisfaire aux contraintes du matériel expériemental, ce système doit être intégré et son architecture fonctionnelle doit être semblable à celle du prototype présenté. La topologie de l'étage d'entrée du prototype restreint la dynamique de traitement. La solution étudiée pour résoudre ce problème consite à substituer cet étage par un circuit convoyeur de courant de deuxième génération (CCII) à sorties multiples. L'étude de sa linéarité conduit à envisager l'amplitude maximale des signaux qu'il est apte à traiter. Une dynamique supérieure à 1. 10(exposant 5) est atteinte en simulation, en réalisant des circuits de filtrage adapté. L'optimisation de ce convoyeur et des filtres permettrait d'augmenter encore cette dynamique.


  • Résumé

    The emphasis on many-particles radioactive decays requires a tracking detector like a Time Projection Chamber (TPC), which operating point can be set in accordance with the nucleides analyzed. The electrical model of such a detector reveals that, depending on its operating conditions and the nature of elements under study, the signals dynamic range can be up to more than five orders of magnitude. Consequently, an application specific processing system has to be designed. To meet the requirements of the experimental equipment, this system muste be integrated and its functional architecture muste be similar to the one of the prototype presented. The topology of the input stage of the protoype narrows the dynamics of the processing. The solution suffested to solve this problem consists in substituting this stage by a second generation current conveyor (CCII) with multiple outputs. The study of its linearity leads to predict the highest signal amplitude that it's able to process. A dynamic range greater than 1. 10(5) obtained in simulation with adapted filters. Optimization of this conveyor and filters coukd lead to extend even more this dynamic range.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-152 p, p. X-XXXIII
  • Annexes : Notes biblogr.

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