Süper iletken şerit-çizgi dedektör matrisi için eş zamanlı adresleme mimarisinin tasarımı ve gerçeklenmesi

Mevcut Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken (Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS) adresleme devreleri, işlem hızı ve güç tüketimi gibi bazı dezavantajlara sahiptirler. Bunun yanısıra Hızlı Tek Akı Kuantum (Rapid Single Flux Quantum, RSFQ) teknolojisi, CMOS teknolojisinin yetersiz olduğu işlemci hızı ve güç tüketimi bakımından gelecek vaadeden bir alternatiftir. Bu çalışmada, Süperiletken Şerit Çizgi Dedektör (Superconducting Stripline Detector, SSLD) matrisinin tepkilerini gözlemleyebilmek için eş zamanlı adresleme devresi tasarlanmıştır. Bu adresleme devresi sayaç, azlayıcı (demultiplexer) ünitesi ve Tek Eklemli SQUID Benzeri Devre'lerin ( Quasi-One Junction SQUID, QOS) dizisini içermektedir. QOS karşılaştırıcı devresi, girişinde belirli bir eşik değerinin üzerindeki akımın olması durumunda mantık "1" çıktısı oluşturur. İlk olarak, sayaç devresi QOS karşılaştırıcı devrelerinin saat darbelerini zamanda çoklanmış şekilde tetikler. Ardından QOS çıktıları, D-Flip Flop (DFF) mantık kapılarının girişlerine transfer edilir. Demultiplexer ünitesi dışardan kontrollü saat darbelerinin frekansında DFF'lerin saat darbelerini tetikler. Son olarak DFF'lerin çıktıları, merger hücreleri tarafından seri darbe trenine çevirilir. Aynı zamanda, sayaç devresi gelen ışının düştüğü pikselin adresini gösterir. 2 bitlik adresleme devresi tasarlandıktan sonra, bu devre 4 bitlik adresleme devresine genişletilmiştir. 4 bitlik adresleme devresi 2 GHz frekansına kadar çalışabilirken, 2 bitlik adresleme devresi 11.7 GHz frekans dolaylarında çalışabilmektedir. 4 bitlik adresleme devresi kullanılarak geliştirilen 16x16 piksel görüntüsü, 1MHz'lik bir çerçeve hızında okunabilir.