Resumen:
La detección de rayos Gamma tiene varias aplicaciones. En ésta tesis nos
enfocaremos en la aplicación astronómica, revisando los fenómenos astrofísicos que
generan este tipo de energía como los agujeros negros o supernovas. Los observatorios terrestres van aumentado la capacidad de detectar este tipo de
energía. Con ellos se han encontrado otras fuentes de energía muy similares, que se
han podido discriminar por la forma en que representan sus efectos en el Planeta. En este trabajo se propone establecer un sistema para realizar la discriminación de
las señales de rayos Gamma de manera digital y mono canal. Los observatorios de detección de rayos Gamma como MILAGRO o HAWC cuentan
con muchos detectores repartidos en una gran superficie. Para este caso se propone
el desarrollo de un arreglo de pruebas de laboratorio, con un algoritmo implementado
en un FPGA (Field Programmable Gate Array / Arreglo de compuertas programables
en campo).
Descripción:
En el Capítulo 1, se describe brevemente el concepto de rayo Gamma. El por qué se
estudian los efectos que tienen en nuestro planeta así como las técnicas que se utilizan
para su detección y en cuál de éstas basamos la tesis. En el Capítulo 2, se explica que es un FPGA, un poco de su historia, las diferentes
arquitecturas y por qué será útil. En el Capítulo 3, se reportan los resultados de la investigación de las diferentes
plataformas de tarjetas de FPGAs que hay en el mercado, evaluadas en función de las
principales características del sistema de discriminación de la señal generada por un
rayo Gamma. El proceso para escoger un ADC (del Inglés: Analog to Digital Converter) compatible con
el FPGA y tarjeta de evaluación seleccionados se describe en el Capítulo 4. En el Capítulo 5, presenta el desarrolló del algoritmo de discriminación que
posteriormente se programó en el FPGA. Con el ADC se generan los valores digitales de
la señal y el FPGA se encarga de analizarlos haciendo la discriminación, dándonos así
una respuesta. En el Capítulo 6, se describen varias pruebas de simulación realizadas antes de
descargar físicamente el programa al FPGA. Como el desarrollo de una tarjeta para el
ADC representa un periodo muy extenso se optó por emular la señal desde una PC para
ser transmitida al FPGA. En el Capítulo 7, se presentan los principales resultados.
