PROGETTAZIONE DI ELETTRONICA DI FRONT-END PER SENSORI PIEZOELETTRICI

The thesis activity concerns the study and simulation of a preamplifier for a piezoelectric sensor (Quartz Tuning Fork) used to create particularly sensitive gas detectors, designed on the QEPAS (Quartz Enhanced Photo-Acoustic Sensor) technique. The study will be conducted on the basis of scientific publications available on the subject and will concern the comparison between the performances of different preamplifier architectures, designed on OPAMP and on instrumentation amplifiers, using a circuit simulator. It will therefore be necessary to deepen the knowledge of the QTF sensor, its circuit model, the possible approaches to the realization of the preamplifier (in current, in voltage and in charge) and the use of the simulator to make the comparison between different solutions.

L'attività di tesi riguarda lo studio e la simulazione di un preamplificatore per un sensore piezoelettrico (Quartz Tuning Fork) utilizzato per realizzare rivelatori di gas particolarmente sensibili, basati sulla tecnica QEPAS (Quartz Enhanced Photo-Acoustic Sensor). Lo studio sarà condotto sulla base delle pubblicazioni scientifiche reperibili sull'argomento e riguarderà il confronto tra le prestazioni di diverse architetture di preamplificatori, basate su OPAMP e su amplificatori per strumentazione, utilizzando un simulatore circuitale. Sarà quindi necessario approfondire la conoscenza del sensore QTF, il suo modello circuitale, i possibili approcci alla realizzazione del preamplificatore (in corrente, in tensione e in carica) e l'uso del simulatore per effettuare il confronto fra diverse soluzioni.