8.2 Continuo
8.2.1
Backend analogico a larga banda
Con l'avvento del
ricevitore dual-feed è stato installato un nuovo backend
analogico Total Power, completamente integrato nel sistema "ESCS"
Il backend è costituito da 4 circuiti stampati, inclusivi di
una sezione digitale per il controllo e il setup della scheda,
e 4 convertitori voltaggio-->frequenza per digitalizzare il
segnale rivelato. I campioni digitali sono inviati al computer
incaricato dell'acquisizione, tramite LAN. Ciascuna scheda è
progettata per avere tre ingressi, e può quindi essere
collegata a diversi ricevitori.
L'architettura del backend è tale che ciascun ingresso, prima
della rivelazione, è disponibile in due uscite del backend.
Questo consente al sistema di inviare simultaneamente l'output
proveniente da ciascun ricevitore a un altro backend, come un
backend FPGA (per osservazioni spettroscopiche o per VLBI) o
un rivelatore connesso remotamente (quest'ultima catena è
specificamente ottimizzata in dinamica per un collegamento in
fibre ottiche).
Prima della detezione, il segnale attraversa:
- un attenuatore variabile, per regolare la potenza del
segnale entro un intervallo opportuno;
- un banco di filtri, per ridurre la banda se
necessario.
Per via di queste
caratteristiche, il sistema funziona sia come macchina per
l'acquisizione dati che come distributore del
segnale.
Il sistema di
controllo risiede su un piccolo computer Linux con scheda FPGA
integrata, tramite il quale è possibile configurare
remotamente i valori di attenuazione, il filtro che regola la
larghezza di banda e la velocità di campionamento dei dati.
E' inoltre possibile comandare l'accensione di una winking mark, una
sorgente di rumore di temperatura nota che può essere
iniettata nella catena ricevente.
4 x 3 ingressi IF
nell'intervallo 0.1 - 2.1 GHz;
2 uscite IF nell'intervallo 0.1 - 2.1
GHz;
Larghezze di banda selezionabili: 230, 725, 1200, 2000 MHz;
Attenuatori variabili: 0 - 15 dB, con incremento di 1
dB;
Risoluzione fino a 21 bit;
Cancellazione automatica degli offset in output;
Frequenza di oscillazione della marca di rumore: 0.5 - 500 Hz.
La dinamica del
backend varia con l'intervallo di campionamento.
Una regola empirica per calcolare il numero di bit disponibili
e il range dinamico in dB, fornita
dai costruttori e valida specificamente per questo backend,
è data dalle
seguenti formule:
n_bit = fix(ln(1800*t)/ln(2))-2
n_dB = 20 * log10(1800*t)
dove t è l'intervallo di campionamento in millisecondi (il
valore minimo è 1 ms).
Le osservazioni in Total Power possono essere condotte anche utilizzando il terminale Mark IV unitamente al software "Field System".
Il terminale è schematizzabile in due unità : IF distributor (riceve gli ingressi dal Front End e li suddivide in sotto bande), Videoconverter (14 unità che effettuano la conversione in banda base e l'integrazione). A seconda del tipo di osservazione che si vuole condurre è possibile scegliere tra due tipi di output.
A) 28 bande ristrette : larghezza minima 0.125 MHz, massima 16 MHz*, frequenza centrale impostata dall'utente (banda massima totale trattabile 400 MHz).
Fig. 8.3 : Bande massime (in MHz) trattate dal Mark IV, esempio a 22 GHz
*Le bande 0.250 MHz e 1 MHz sono disponibili solo previa installazione di un filtro esterno. Rivolgersi all'istituto per informazioni sulla disponibilità.
B) Elaborazione delle bande complessive in ingresso : 2x400 MHz centrate a 300 MHz e 1x400 MHz centrata a 700 MHz
Fig. 8.4: Bande massime (in MHz) trattate complessivamente, esempio a 22 GHz
Le bande a disposizione
potrebbero essere inferiori a quanto sopra riportato, per via
delle interferenze.