Browsing by Author "Ávila Gárate, Diego"

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    Discrete-time noise filtering for pulse-processing in particle physics experiments.
    (2014) Ávila Gárate, Diego; Abusleme Hoffman, Ángel Christian; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La Física de Partículas es la rama de la física que estudia las constituyentes fundamentales de la materia y la radiación, y sus interacciones mutuas. Las principales herramientas utilizadas por los físicos de partículas son los aceleradores de partículas, los cuales usan campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas a velocidades relativistas, para después hacerlas colisionar dentro de detectores. El Colisionador Lineal Internacional (ILC) es un acelerador de partículas lineal de la próxima generación de 31 kilómetros de largo que colisionará grupos de electrones y positrones a 500 GeV. Ubicado en la región delantera del ILC se encuentra el BeamCal, un calorímetro altamente segmentado. Las especificaciones del BeamCal para tolerancia a la radiación, ruido, señal de carga, tasa de pulsos y ocupación plantean desafíos únicos para el sistema de instrumentación. Enmarcado en el diseño, integración y prueba de Bean IC, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC, por su sigla en inglés) de cinco canales para satisfacer las necesidades de instrumentación del BeamCal, esta tesis presenta: el desarrollo de un nuevo marco matemático para el análisis orientado al diseño de filtros de tiempo discreto; y el diseño e implementación de un filtro de capacitores conmutados para la síntesis de funciones de peso arbitraria que será incluido en Bean IC, el cual busca aprovechar al máximo el marco matemático propuesto.
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    Noise in Charge Amplifiers—A gm/ID Approach
    (2012) Alvarez Fontecilla, Enrique; Ávila Gárate, Diego; Campillo Mecklenburg, Hernan; Dragone, A.; Abusleme Hoffman, Ángel Christian
    Charge amplifiers represent the standard solution to amplify signals from capacitive detectors in high energy physics experiments. In a typical front-end, the noise due to the charge amplifier, and particularly from its input transistor, limits the achievable resolution. The classic approach to attenuate noise effects in MOSFET charge amplifiers is to use the maximum power available, to use a minimum-length input device, and to establish the input transistor width in order to achieve the optimal capacitive matching at the input node. These conclusions, reached by analysis based on simple noise models, lead to sub-optimal results. In this work, a new approach on noise analysis for charge amplifiers based on an extension of the gm/ID methodology is presented. This method combines circuit equations and results from SPICE simulations, both valid for all operation regions and including all noise sources. The method, which allows to find the optimal operation point of the charge amplifier input device for maximum resolution, shows that the minimum device length is not necessarily the optimal, that flicker noise is responsible for the non-monotonic noise versus current function, and provides a deeper insight on the noise limits mechanism from an alternative and more design-oriented point of view.