Resumo: O CYGNO é um experimento científico, baseado em uma colaboração internacional, com o propósito de criar uma tecnologia inovadora capaz de detectar e identificar eventos de Matéria Escura. O experimento pretende utilizar detectores do tipo TPC (Time Projection Chamber) para detectar as trajetórias das partículas com base na leitura óptica obtida por câmeras científicas CMOS e na aquisição de sinais de fotomultiplicadoras. Com isso, espera-se conseguir reconstruir a trajetória tridimensional de eventuais partículas que atravessem o TPC, além de distinguir recuos nucleares de recuos eletrônicos.
Este trabalho foi desenvolvido diante da necessidade de uma eletrônica específica para lidar com os sinais dos fotomultiplicadores do detector CYGNO.Com este objetivo, buscou-se definir a arquitetura e o firmware de um módulo eletrônico de aquisição analógica de alta velocidade (DAQ), especificando os elementos-chave de seu hardware e planejando a estrutura principal de seu firmware.
As principais demandas do experimento para o módulo eletrônico foram: 500 MSPS de amostragem do sinal analógico, 8 canais de aquisição, interface de comunicação Ethernet e possibilidade de processamento de sinais. Foram estudados selecionados componentes como: o ADC, o SoC FPGA, os componentes da camada física da Ethernet, entre outros. O desenvolvimento do firmware inicial teve como base um kit de desenvolvimento comercial com ADC e SoC FPGA.
O desenvolvimento do firmware foi baseado em uma distribuição Linux gratuita concebida para o kit de desenvolvimento, que foi ampliada neste trabalho para atender os requisitos do DAQ. Várias funcionalidades da programação e do firmware desenvolvidos foram testadas e comparadas com um osciloscópio e um voltímetro para validação do projeto.
Em várias etapas do desenvolvimento do firmware foi utilizada uma caixa escura com um SiPM (fotomultiplicador de silício) e um LED para testes do sistema desenvolvido. Por fim, levantou-se a curva de respostado SiPM desta caixa escura para diferentes níveis de luminosidade e com a largura de pulso fixa no LED, utilizando a técnica ATE (Amostragem em Tempo Equivalente).
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