Sistema electrónico de generación de pulsos eléctricos de 1 nanosegundo de duración para el control diodos láser

Abstract

RESUMEN: En esta tesis se presenta el desarrollo de un sistema capaz de generar pulsos eléctricos en el orden de los nanosegundos para la polarización de una fuente de iluminación con diodos láser para el estudio de la fluorescencia resuelta en tiempo en tejidos biológicos. Este trabajo se basa en módulos encargados de ir transformando una onda senoidal principal de alta frecuencia en un pulso con duración de un nanosegundo y una tasa de repetición variable (781KHz-1.5MHz). El ancho del nanosegundo se genera mediante la incorporación de un módulo de multivibración. Este pulso se genera a través de dos disparadores externos que establecen su inicio y final. Estos disparos se realizan por medio del desfasamiento de una señal proveniente de un módulo de conteo cuya principal tarea es la de modificar la tasa de repetición de los pulsos. Esta modificación se hace en base a lo que el usuario a través de la interfaz gráfica le dictara al microcontrolador. El estrechamiento final del pulso es realizado mediante la incorporación de un módulo de comparación el cual en base a una señal de referencia proveniente de un conversor digital analógico modifica el ancho del pulso hasta la duración deseada. En este trabajo se hace énfasis en las precauciones que se deben de tener en el diseño de los circuitos de alta frecuencia. Se presenta además uno de los métodos más utilizados y catalogado como semiprofesional para la transferencia de los circuitos en placas de cobre en aplicaciones de alta resolución como esta. ABSTRACT: In this thesis is presented the development of a system capable of generating electrical pulses in the nanoseconds order for the polarization of a laser light source for the study of time resolved fluorescence in biological tissues. This work was developed using modules responsible of the transformation of a high frequency sine wave into a nanosecond pulse at a variable repetition rate. The nanosecond pulse is generated by incorporating a multivibration module. This pulse could be created due to the development of two external triggers which set the start and the end of the pulse. These shots are created by shifting out of phase a signal coming from a counting module which main task is the modification of the pulse repetition rate. This adjustment is done with respect to what the user through the graphical interface dictated to the microcontroller. The final narrowing of the pulse is performed by incorporating a comparison module based on a reference signal. This signal comes from an analog to digital converter which define the pulse width up to the desired duration. This work also shows the cautions that must be taken in the design of high frequency circuits. It presents too, one of the most widely used and cataloged as semi-professional method for circuit transfer in copper boards for high resolution applications such as this one.