Návrh vyčítacího systému pro křemíkové fotonásobiče

Abstract

Tato diplomová práce je zaměřena na vývoj vyčítacího systému pro křemíkové fotonásobiče. Na začátku této práce bude prozkoumán princip činnosti křemíkových fotonásobičů spolu s představením jejich ekvivalentního elektrického modelu. S tímto modelem je simulován zesilovací řetězec pro výstupní signál křemíkového fotonásobiče. Další část práce je věnována návrhu desky plošných spojů, na které je umístěna celá analogovou část vyčítacího systému s rychlým analogově digitálním převodníkem. Následuje vývoj firmwaru pro desku s FPGA a popis PC aplikace napsané v jazyce C++. Následně jsou provedena měření pomocí prototypu tohoto vyčítacího systému se zdrojem záření Plutonium 238 v kombinaci se scintilačním krystalem. V poslední části jsou prezentovány a diskutovány naměřené výsledky.

This diploma thesis focuses on the development of a silicon photo-multiplier readout system. In the first part of this work, a detailed working principle of silicon photomultipliers is explored together with the introduction of their equivalent circuit model. With this complete equivalent model, an amplifier chain for the silicon photo-multiplier is simulated. The next part is dedicated to a PCB design that incorporates the analog part of the readout system followed by fast ADC. Firmware development for FPGA readout board and the description of the PC application written in C++ follow. Subsequently, measurements using a prototype of this readout system are carried out with a radiation source Plutonium 238 in combination with a scintillating crystal. In the last part, the measured results are presented and discussed.