Des solutions de traitement du signal ADI pour les électroaimants du CERN
La nouvelle carte FDI permet d’améliorer d’un facteur 100 la résolution ainsi que la bande passante de l’intégrateur numérique de précédente génération. Grâce à cette amélioration significative de la plage dynamique, les chercheurs peuvent détecter des phénomènes (artéfacts) encore plus infimes qui contribuent aux variations du champ magnétique, à la décroissance du champ et autres événements temporels caractéristiques des électroaimants d’accélérateurs supraconducteurs de grande intensité, et qui ont tous un effet négatif sur la qualité des faisceaux de particules étudiés. Les nouvelles cartes FDI sont utilisées par le CERN pour mesurer le flux magnétique à la vitesse de 10 révolutions par seconde au moyen de bobines étalonnées à rotation rapide, qui évaluent le champ magnétique produit par les électroaimants d’accélérateurs à 8 Tesla du grand collisionneur." Avant la carte FDI, les composants électroniques disponibles n’étaient pas adaptés à nos besoins en matière de précision et de résolution qui, dans le cas du LHC, approchent facilement 10 parties par million ", déclare Pasquale Arpaia, professeur d’ingénierie à l’Université de Sannio. " Nous avons choisi de travailler avec Analog Devices en raison de la très haute qualité de ses produits, de sa documentation et de ses services d’assistance technique. Cette collaboration a permis à la carte FDI de révéler de nouvelles régions d’investigation magnétique jusqu’alors inaccessibles. "
Le grand collisionneur de hadrons est l’accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde, mais également la plus imposante machine jamais construite par l’homme. Sa construction a commencé en 2003 et il est entré en service en 2008. La mission du LHC est d’explorer certains des sujets parmi les plus importants de la physique et de faire progresser la compréhension des lois les plus fondamentales de la nature.
Les chercheurs ont spécifié l’utilisation des composants d’Analog Devices suivants sur la carte FDI :
– Convertisseur A/N AD7634 : ce convertisseur analogique/numérique 18 bits se caractérise par un SINAD (rapport signal/bruit + distorsion) optimum de 101 dB au taux d’échantillonnage maximum de 670 milliers d’échantillons par seconde (KSPS) ;
– Multiplexeur ADG406 : ce multiplexeur conjugue une vitesse de commutation élevée, une faible dissipation de puissance et une résistance peu élevée à l’état passant ;
– Processeur de signal numérique SHARC ADSP-21262 : ce processeur 32 bits/40 bits en virgule flottante est optimisé pour les applications de traitement du signal de hautes performances avec deux unités de calcul, une mémoire SRAM 2 Mbits double port embarquée, plusieurs bus internes pour éliminer les goulets d’étranglement en E/S et une interface innovante avec les applications numériques.
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