Informe de investigador

Informe científico de investigador: Paolini, Eduardo Emilio (2012-2013)

Resumen

Durante este período el trabajo de investigación se orientó en dos líneas principales: • reducción de la distorsión en amplificadores conmutados, y • reducción de ruido y distorsión en sistemas de lectura de CCDs (Charge Coupled Devices). utilizando técnicas de procesamiento digital de señales. En la primera línea se buscó reducir el contenido armónico en una banda de frecuencias de interés cuando se trabaja con señales tipo binarias (“1”/”0”), que son adecuadas para desarrollar equipos electrónicos con una alta eficiencia energética. Estos resultados son aplicables a convertidores de potencia AC/AC o DC/AC, amplificadores de potencia, etc. Los resultados alcanzados en este período permitieron reducir la distorsión de algoritmos de modulación por ancho de pulsos (MAP o PWM por sus siglas en inglés) desarrollando dos tipos de técnicas diferentes: una denominada “modulación click” (trabajo 3) y otra conocida como “MAP con distorsión cero en banda base” (trabajo 4). En todos los casos, se busca diseñar algoritmos de tiempo discreto, que puedan ejecutarse en procesadores digitales o FPGAs, y no en el desarrollo de electrónica analógica. El enfoque de cada una de estas técnicas es distinto, pero el resultado es similar. En el primer caso (modulación click) se plantea el problema en el dominio frecuencia (buscar que el espectro de la señal modulada sea idéntico al de la señal moduladora en la banda de interés), y en el segundo se parte en el dominio temporal (hacer que las muestras de la señal modulada sean idénticas a la de la señal moduladora), resultando en algoritmos distintos que satisfacen los requisitos de diseño. Durante este período las investigaciones estuvieron orientadas a obtener versiones prácticas e implementables de esos algoritmos. Tales aspiraciones fueron cumplidas satisfactoriamente, y sus resultados se publicaron en los trabajos 3 y 4, y han dado lugar a otra serie de trabajos actualmente en prensa (trabajos 9, 10, 11, 12 y 15). Con respecto a la segunda línea de investigación, originada por una colaboración con investigadores del Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, Illinois, EE UU., el propósito es utilizar sensores tipo CCD (Charge Coupled Devices), semejantes a los que se utilizan en cámaras digitales, para detectar partículas elementales. Estos sensores se están utilizando para dos tipos de experimentos, que son detectar la presencia de materia oscura en el universo (experimento DAMIC) y la detección de neutrinos de bajas energías (experimento CONNIE), que permitiría en principio monitorear el estado de reactores atómicos, específicamente el de la central nuclear Almirante Alvaro Alberto en Angra do Reis, Brasil. Los CCD para aplicaciones científicas tienen alta eficiencia de detección, buena resolución espacial, bajo ruido, y son más gruesos para facilitar la interacción con partículas. De todos modos, el nivel de interacción es tan bajo que es fundamental aplicar técnicas que permitan reducir el ruido de lectura de tales dispositivos La colaboración de nuestro grupo está vinculada al procesamiento de las señales provenientes del CCD, incluyendo la generación de relojes, muestreo, análisis e interpretación de resultados. En los trabajos 1, 6 y 7 se estudian algunas técnicas de procesamiento que permiten alcanzar niveles de ruido compatibles con este tipo de aplicaciones, y en el trabajo 16 se estudia la factibilidad del empleo de este tipo de sensores para la detección no ambigua de neutrinos de baja energía.

Palabras clave
Amplificadores Electrónicos
procesamiento digital de señales
redacción de ruido
distorsión en sistemas de lectura
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