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LHC suma tecnología en procesadores de señal


La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Suiza y la Universidad de Sannio, en Benevento, Italia, han colaborado entre sí para alcanzar el diseño de un avanzado instrumento, capaz de medir los campos magnéticos generados en el interior del LHC (El Gran Colisionador de Hadrones del CERN). Una placa llamada “Integrador Digital Rápido” (Fast Digital Integrator, FDI) es un dispositivo de medición que utiliza convertidores analógicos-digitales, multiplexores analógicos y procesadores DSP para proporcionar al LHC el mayor rendimiento posible logrado hasta la fecha en la medición de campos magnéticos. ¿Sabes en qué compañía líder ha depositado su confianza, en esta oportunidad, el CERN? Entérate en este artículo.

La nueva placa FDI, con semiconductores provistos por Analog Devices, permite una resolución y un ancho de banda de frecuencia hasta 100 veces superior a la generación anterior de integradores digitales utilizados para la misma tarea específica.  Esta significativa mejora, en el rango dinámico de trabajo, permite a los científicos detectar, durante una mayor cantidad de minutos, fenómenos como las variaciones del campo magnético, el deterioro o decaimiento del campo bajo estudio y otros fenómenos dependientes del tiempo. Estos eventos son típicos en este tipo de aceleradores y todos afectan negativamente a la calidad de los haces de partículas que se encuentran bajo estudio. Las nuevas pacas FDI se utilizan en el LHC para medir el flujo magnético a 10 revoluciones por segundo a través de una rápida rotación de bobinas que evalúan el campo magnético producido por los aceleradores magnéticos de 8 Teslas del LHC.

Antes de utilizar las nuevas placas FDI, la electrónica disponible no era la más adecuada en términos de precisión o resolución, que en el caso del Gran Colisionador de Hadrones, fácilmente se debe acercar a las 10 partes por millón“, dijo Pasquale Arpaia, profesor de Ingeniería en la Universidad de Sannio. “Elegimos trabajar con Analog Devices , porque confiamos en la calidad de los productos de la compañía, en que la documentación y el apoyo (post-venta) son muy altos. Esta asistencia  ayudó a hacer posible que el sistema FDI pueda ser útil para revelar nuevas regiones de investigación magnética, que antes no eran posibles de explorar.

Los investigadores se han visto conformes con esta nueva placa FDI desarrollada con los componentes de Analog Devices que proporcionan velocidad, potencia de proceso y muy bajo ruido:

  • Convertidor Analógico / Digital (AD7634): Este convertidos analógico / digital de 18 bits ofrece una relación señal-ruido y relación de distorsión (SINAD) superior a 101 dB en la frecuencia de muestreo máxima de 670 kS / s (miles de muestras por segundo)(kiloSamples per second).
  • Multiplexor (ADG406): este multiplexor ofrece una combinación de alta velocidad de conmutación, baja disipación de potencia y baja resistencia en estado de conducción.
  • Procesador SHARC DSP (ADSP-21262): este procesador de 32-bit/40-bit de punto flotante está optimizado para alto rendimiento en aplicaciones de procesamiento de señal con dos unidades de cómputo de datos, SRAMDual Port on Chip” de 2 Mbit, múltiples buses internos para eliminar los “cuellos de botella” en los terminales I / O, y una innovadora interfaz de aplicaciones digitales.

El ADSP-21262 es el primer miembro de la tercera generación de dispositivos programables SHARC ® DSP . Con este dispositivo se pueden realizar una amplia gama de aplicaciones tales como audio de alta calidad y sistemas de automoción de entretenimiento, de reconocimiento de voz, dispositivos médicos y equipos de medición. El ADSP-21262 se basa en el núcleo SHARC DSP que permite la ejecución de formatos aritméticos de punto fijo de 32 bits y de 32/40 bits de coma flotante. Con su núcleo funcionando a 200 MHz (5 ns tiempo de ciclo de instrucción), el ADSP-21262 es capaz de ejecutar complejas Transformadas Rápidas de Fourier (FFT) 2,6 veces más rápidamente que los procesadores relativamente caros del mercado. Entérate de estas novedades y mucho más en la web que Analag Devices preparó para detallar los trabajos realizados en la placa FDI.

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Escrito por Mario

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