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4.1.2 Conversão tempo-digital
Assim como a calibração do canal de conversão A/D, é necessário estabelecer a relação
entre os sinais de entrada e os valores gerados pelo conversor. O TDC possui resolução
teórica de 120 ps, com 16 bits de resolução, podendo medir intervalos de tempo entre 5 ns
e 7, 8 µs. Como no projeto do telescópio a previsão de intervalos de tempo de acionamento
entre os pixels não supera 1 µs [40], optou-se por realizar a calibração em um intervalo
de tempo menor que toda a faixa possível do conversor. Utilizando o mesmo sistema de
medidas da Figura 4.1, e configurando o atraso entre o sinal de trigger (Start) e o pulso
de saída (Stop), foram realizadas 10.000 medições em cada valor de tempo entre 30 ns e
4, 23 µs, com passos de 420 ns.
Através de outro script em ROOT, muito similar ao de calibração do canal analógico,
foram gerados histogramas de distribuição e calculados os valores médios e desvios-padrão,
como pode ser visto na Figura 4.5 (a). Neste histograma, como pode ser notado também
na Figura 4.5 (b), o desvio-padrão das distribuições não aumenta progressivamente com
o aumento do intervalo de tempo. Isto ocorre porque o erro aleatório do gerador de
função para o atraso entre os sinais medidos (jitter) não é percentual, sendo constante
em ±100 ps, segundo o manual do fabricante [66]. O valor máximo de variação para esse
canal de conversão T/D não ultrapassa 1 LSB.
(a) Histogramas das medidas para cada valor de
tempo do sinal de entrada.
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(b) Desvio-padrão (σ) para cada intervalo de tempo
de entrada.
Figura 4.5: Medidas realizadas para o canal 2 de conversão tempo-digital do MPD0222.
Construindo a curva de calibração, com as barras de erro multiplicadas por 1.000 para
melhor visualização, pode-se obter a relação de linearidade do conversor, demonstrada na
Figura 4.6 (a). Executando um ajuste linear obtém-se os coeficientes linear (B) e angular
(A) da reta, que é a função de transferência do conversor. A função inversa dessa reta de