7-11 oct. 2024 Sainte-Foy-lès-Lyon (France)
Conception numérique, vérification fonctionnelle et validation expérimentale d'un spectromètre RQN compact à base d'un SoC-FPGA
Noreddine Kachkachi  1@  , Axel Gansmüller  2, 3@  , Hassan Rabah  3, 4@  
1 : Cristallographie, Résonance Magnétique et Modélisations
CNRS, Université de Lorraine
2 : Laboratoire CRM2 (UMR 7036),équipe de méthodologie RMN  (CRM2)
CNRS : UMR7036, Université de Lorraine
Institut Jean Barriol Faculté des Sciences Boulevard des Aiguillettes, BP 70239 54506 Vandoeuvre les Nancy FRANCE -  France
3 : Université de Lorraine
CNRS
4 : Institut Jean Lamour - Département N2EV - Mesures et Architectures Electroniques  (IJL)
Université de Lorraine, CNRS : UMR7198
Université de Lorraine - 54506 Vandoeuvre-Lès-Nancy -  France

La RQN (Résonance Quadrupolaire Nucléaire) est une technique de spectroscopie RF ayant potentiellement un large éventail d'applications. Cependant, son handicap majeur réside dans sa faible sensibilité.

Afin d'augmenter la portabilité du système et son immunité aux bruits, la miniaturisation de l'instrumentation RQN, au travers de la numérisation et de l'intégration, s'avère donc très pertinente.


Cette présentation commencera par une introduction sur le fondement théorique de la RQN, sur l'instrumentation qui lui est dédiée et sur l'état de l'art des spectromètres RQN/RMN portables.

Puis, nous verrons en détail la solution électronique apportée qui consiste en un système complet, à base d'un SoC-FPGA de Xilinx (Zynq 7010), intégrant les modules électroniques numériques et logiciels clés du spectromètre. Ces modules sont : la translation de fréquence, la démodulation I/Q, le filtrage, l'accumulation du signal en temps réel sur FPGA, le générateur d'impulsions, le module d'émission RF, et la gestion du flux des données entre le SoC et la DDR à travers les DMA, sans oublier les applications Linux embarquées.

Ensuite, nous donnerons un aperçu sur la méthodologie et l'environnement de vérification fonctionnelle par simulation.

Enfin, les résultats obtenus en termes de spectres et de performances seront présentés.


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