S VILUPPO ELETTRONICA PER EMC BELLEII INFN ROMA3 Diego Tagnani 10/06/2014 ROMA 3 : D. P.

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1 S VILUPPO ELETTRONICA PER EMC BELLEII INFN ROMA3 Diego Tagnani 10/06/2014 ROMA 3 : D. Tagnanidiego.tagnani@roma3.infn.itdiego.tagnani@roma3.infn.it P. Branchinipaolo.branchini@roma3.infn.itpaolo.branchini@roma3.infn.it LNF: G. Corradigiovanni.corradi@lnf.infn.itgiovanni.corradi@lnf.infn.it

2 Front &Front & 1 Slow ControlSlow Control 2 Adattatore Segnali per Test beamAdattatore Segnali per Test beam 3 Conclusioni e Sviluppi futuriConclusioni e Sviluppi futuri 4 Elettronica per EMC BELLEII

3 FRONT &

4 Front &. Pre Amplificatore in Carica & Regolatore lineare della tensione di alimentazione del detector. Lato TOP. Regolatore lineare alimentazione del detector. Lato BOTTOM. Pre Amplificatore di carica.

5 Front &. Pre Amplificatore di Carica Charge – Preamplifier Custom discrete amplifier at BJT transistor. Gain = 1.4V/pC Power dissipation = 16mW Single power = 6V to GND Dynamic Range 2.2V su 50R Tau IN = 40ns 40ns 420ns 40ns Signal IN Signal OUT TIMING CsI PURE: Protection Pulse test IN CC K Signal OUT KATODE

6 Front &. Regolatore Lineare tensione Alimentazione Detector. Voltage Regulator Max Current 500uA Voltage Range – 300V to 580V DAC Rail to Rail 16-BIT I2C ADC ∆∑ 16-BIT I2C Linear Regulator KATODE Current limit REMOTE Voltage Generator. Primary Voltage 600V for APD ADC DAC I2C Performance Electronics DC Stability: 0,5% Accuracy: 10mV su 600V Thermic Range: 0 to 40°C Resolution: 1bit

7 FRONT & APD. P HOTO P ENTODE 2 INCH. P HOTO P ENTODE 1 INCH.

8 SET-UP per misure su COSMICI. Trigger Finger UP & Finger DOWN TOP VIEW Finger UP CsI Pure VIEW Finger UP CsI Pure Finger DOWN SCOPE Electronics System Pb5cm Pb Logic NIM

9 SET-UP per misure su COSMICI. Dark box HV & signal cable connections

10 Front &. APD SET-UP. Doppia lettura per APD Large Area (S8664-1010). Meccanica di supporto per schede elettronica Front&, innestata direttamente su APD.

11 Front &. LAAPD Performance. Analisi Standard LAAPD Perugia. Alessandro Rossi.

12 Front &. PP 2inch SET-UP. Singola lettura per PP 2inch ( HAMAMATSU R11283 ). Meccanica di supporto per PP, partitori di tensione ed elettronica di Front&.

13 Front &. 1PP 2inch Performance. Signal/noise on ch = 30. – Assuming a that muon delivers 30 MeV noise level is about 1 MeV

14 Front &. PP 1inch SET-UP. Doppia lettura per PP 1inch ( HAMAMATSU 1’’ UV PENTODE ). Meccanica di supporto per 2 PP, partitori di tensione ed elettronica di Front&.

15 Front &. 2PP 1inch Performance. Signal/noise on ch1 = 49. – Assuming a that muon delivers 30 MeV noise level is about 650 KeV Signal to noise ratio on ch2 = 76 – Assuming a that muon delivers 30 MeV noise level is about 400 KeV Signal/noise on ch1+ch2 = 78. – Assuming a that muon delivers 30 MeV noise level is about 400 KeV

16 Partitore per PP 1inch e 2inch. Pre Charge Amplifier LV PW HV PW

17 S ISTEMA DI CONTROLLO PER GESTIONE FRONT &.

18 Sistema di controllo per gestione front& APD. Front Panel NIM1U Rear Panel NIM1U 16 Analog Signal Output USB & Ethernet Connection 16 Analog Signal Input 16 line I2C. Slow Control Front& 1-Ware protocol for external sensor: - Temperature. - Humidity. High Voltage Generator. Frequency: 250kHz. Stability: 0,1% Selectable Voltage: - 50V - 100V - 600V ON BOARD: CPU (LPC1768FBD100) HV for 16CH Front& LV for 16CH Front&

19 Sistema di controllo per gestione front& APD. Pannello web di gestione. – Autoapprendimento delle schede connesse. – Settaggio e rilettura delle tensioni di alimentazione dei singoli detector. – Rilettura delle temperature di singolo canale e del set-up.

20 C ONVERTITORE S EGNALI ANALOGICI SINGOLA POLARITÀ A DIFFERENZIALI.

21 Convertitore Segnali analogici singola polarità a differenziali. Front Panel NIM1U Rear Panel NIM1U ON BOARD: 16CH di traslatori da single ended a differenziale. Possibilità di decidere la polarità del segnale di uscita tramite jumper. 16 Analog Signal Output 16 Analog Signal Input CAEN V1720 16 Jumper, for Inverting Signal or not.

22 C ONCLUSIONI Il sistema gestisce detector differenti: – APD HAMAMATSU / EXCELITAS – PHOTO PENTODE La catena completa per la gestione di detector da utilizzare con CsI puro è stata progettata, realizzata e testata in laboratorio. Il sistema per la matrice di 16 cristalli di CsI puro è attualmente in produzione.

23 S VILUPPI FUTURI Test approfonditi per ottenere migliori prestazione rapporto segnale rumore con APD. Test del Front& con APD Excelitas. (In produzione la meccanica di supporto per 4 canali.) Test sulla matrice di 16 cristalli su cosmici da metà/fine luglio. Test beam della matrice di 16 cristalli la prima settimana di settembre. Sviluppo di una nuova cartina pre amplificatore con tecnologia a FET. Studio dell’integrazione del sistema in apparto. Studio del migliore shaper, software ed hardware, per ottimizzare le prestazioni del sistema.

24 D OMANDE ?

25 G RAZIE PER L ’ ATTENZIONE.