Desenvolvimento de amplificador lock-in digital para medida de fotocondutividade em materiais fotorrefrativos

• Processo: 15/18217-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
• Pesquisador responsável: Rangel Arthur
• Beneficiário: Guilherme Paulino
• Instituição Sede: Faculdade de Tecnologia (FT). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais fotossensíveis Cristais fotorrefrativos Fotocondutividade Dispositivos Amplificadores Medidas elétricas Técnicas, medidas, equipamentos de medição
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: detecção síncrona | materiais fotorrefrativos | Medidor de fotocondutividade | Sistemas Embarcados | Materiais Fotorrefrativos

Resumo

Este projeto de pesquisa visa o estudo e desenvolvimento de um equipamento digital de medida de fotocondutividade, que servirá principalmente para caracterização de cristais fotossensíveis. Para estudar materiais fotossensíveis, por exemplo, o Bi12TO20, que em geral geram correntes muito baixas da ordem de dezenas de picoamperes (pA), é necessário obter um instrumento que possua uma boa sensibilidade nessa faixa de medida e com baixo nível de ruído. Em Fevereiro de 2015 houve a defesa de Mestrado do aluno William Roberto de Araujo, que visou o desenvolvimento e testes do referido equipamento, baseado na excitação realizada utilizando um disco de LEDs, mas que utilizou dispositivos analógicos, filtros com amplificadores operacionais e sincronismo externo. O equipamento construído pôde gerar importantes resultados, porém é susceptível a ruídos e é baseado em uma série de dispositivos que necessitam de sincronismo. A partir disso, é proposto neste trabalho de Iniciação Científica a digitalização e processamento dos sinais utilizando um FPGA (Field Programmable Gate Array). Um dos desafios da proposta é a implementação de um Amplificador "Lock-in", que tem como objetivo identificar e filtrar sinais de interesse, eliminando componentes espúrias de frequência. Um Amplificador "Lock-in" digital evita o uso de dispositivos analógicos de precisão e de custo elevado e são menos susceptíveis a variações de temperatura e offsets. Além disso, objetiva-se posteriormente alterar a fonte de excitação do medidor atual para luz branca visando eliminar comportamentos indesejados de resposta de corrente dos cristais devido aos intervalos de comprimento de onda dos atuais LEDs. Almeja-se com o novo medidor de fotocondutividade digital que novos cristais possam ser caracterizados e novas características possam ser encontradas.