Funkční simulátor detektoru energetických elektronů pro projekt TARANIS

• Název práce v češtině: Funkční simulátor detektoru energetických elektronů pro projekt TARANIS
• Název v anglickém jazyce: Functional simulator of the energetic electron detector from the TARANIS project
• Akademický rok vypsání: 2008/2009
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Lubomír Přech, Dr.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 03.11.2008
• Datum zadání: 03.11.2008
• Datum a čas obhajoby: 21.09.2010 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 21.09.2010
• Datum proběhlé obhajoby: 21.09.2010
• Oponenti: prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.

Zásady pro vypracování

1. Seznámit se s architekturou hradlových polí firmy ACTEL a jejich programováním.
2. Spolupracovat na návrhu a zhotovení elektronické části simulátoru a jeho připojení k PC.
3. Prostudovat dostupnou literaturu o spektrech RRE, LEP a SAA elektronů.
4. Připravit program pro generování dat ze simulovaných záchytů elektronů jednotlivých událostí (elektronových spršek) a řízení simulátoru.
5. Ověřit funkci simulátoru a jeho komunikaci s analyzátorem.
6. Připravit program pro zobrazovaní dat přijatých a zpracovaných analyzátorem.

Seznam odborné literatury

1. Manuály, datové listy, aplikační poznámky a další firemní literatura na webových stránkách výrobců Actel, Texas Instruments ad.
2. M.Šícha, M.Tichý, Elektronické zpracování signálů, skripta MFF, Karolinum, 1998.
3. M.Tichý, Elektronika, www skripta http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/.
4. Učebnice programování v C nebo Delphi, LabView/LabWindows a další literatura dle dohody s vedoucím práce.
5. Popis projektu TARANIS a časopisecká literatura dle dohody.

Předběžná náplň práce

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dipl-abs.php?id=625

Skupina kosmické fyziky KFPP vyvíjí jednotku zpracování dat (analyzátor) pro přístroj na měření spekter energetických elektronů IDEE v mezinárodním projektu TARANIS. Vlastní detektor tohoto přístroje je připravován v CESR Toulouse. Přístroj je určen k rychlému měření charakteristik relativistických "runaway" elektronů (RRE), blesky indukované elektronové precipitace (LEP) a monitorování toku energetických elektronů v oblasti Jihoatlantické anomálie (SAA) z oběžné dráhy Země. V příští etapě vývoje analyzátoru je zapotřebí funkční simulátor detektorové části, který kombinací programového a hardwarového vybavení bude simulovat elektrické rozhraní, povelování a datový proud detektoru.

Cílem práce je podílet se na návrhu elektronické části simulátoru a zpracovat základní programové vybavení, které bude tento simulátor řídit. Rovněž by simulátor měl být na základě známých nebo předpokládaných energetických spekter a plánované odezvy detektoru schopen modelovat detekci jednotlivých elektronů podle určeného časového rozvrhu odesíláním příslušných dat do analyzátoru.

Se zapojením do tohoto projektu je možné pokračovat v případné disertační práci.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The Space Physics Group of the Department of Surface and Plasma Science develops a data processing unit (Analyzer) for the high-energy electron spectrometer IDEE for the international project TARANIS. The detector itself is prepared in CESR Toulouse. The aim of the instrument is to measure characteristics of the Relativistic Runaway Electrons (RRE) and the Lightning-induced Electron Precipitation (LEP) with high-time resolution and to monitor the flux of energetic electrons in the region of the South Atlantic Anomaly (SAA) from a low-Earth orbit. In the next phase of the analyzer development, a functional simulator of the detector part is needed. With a combination of software and hardware it will simulate the electric interface, commanding and data stream of the detector.

The aim of the thesis is to cooperate on the electronic part design of the simulator and to prepare basic user software to control the simulator. Also it is required that based on assumed energetic spectra and the detector response the simulator will be able to model the detection of single electrons according to a given time profile by sending corresponding data to the analyzer.