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Roma 28 gennaio 2002 Beam Monitor per il TOP-Linac E. Cisbani, G. Vacca Riunione di lavoro TOP 28-29 gennaio 2002 Polo Oncologico e Dermatologico I.F.O.

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1 Roma 28 gennaio 2002 Beam Monitor per il TOP-Linac E. Cisbani, G. Vacca Riunione di lavoro TOP gennaio 2002 Polo Oncologico e Dermatologico I.F.O. Roma

2 Roma 28 gennaio 2002 Beam monitor Pulsed beam: 400 Hz, 5 s low emittance B - diffused beam C - active modulation strip and Pad Ionization Chambers

3 Roma 28 gennaio 2002 vista laterale esplosa strip camera Materiale lungo il fascio: ~35 mg/cm 2 E/E ~0.4% a 60 MeV Regime di ionizzazione: HV < 1000 V Miscela di gas: 70%Ar, 30%CO 2 flussato in camera sigillata Geometria: Gap: 4 mm, Pitch 300 m

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8 Beam monitor

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10 Schema tradizionale … Q/V + MUX + ADC La dinamica è limitata dall ADC (1000 per ADC a 10 bit) Il MUX permette di diminuire drasticamente il numero di ADC Q/V a 2 portate Quando la carica in ingresso supera una certa soglia, il guadagno del Q/V diminuisce drasticamente Dinamica > 10 4 Sensibilit à relativa: costante … modificato

11 Roma 28 gennaio 2002 Q/V Comp One Shot CounterMemory V - V gate Rateometro Lo strumento conta la carica in ingresso a passi discreti ( V x Q/V) Counter ad alte prestazioni: 100 MHz Tempo di durata della carica in input: ~10 s Numero di impulsi max 100 MHz x 10 s = 1000 Dinamica = numero massimo di impulsi generabile nel tempo di durata della carica in ingresso =

12 Roma 28 gennaio 2002 Readout Basato su: moduli COTS VME rete ethernet 100 Mbits

13 Roma 28 gennaio 2002 Wiremaps Sorgente raggi-X con fascio collimato Camera a fili Elettronica con multiplexer

14 Roma 28 gennaio 2002 Elettronica: Blocchi Funzionali Tempistica integrazione: 50 s conversione ADC: 0.2 s per canale tempo reset: 200 s Multiplexing su 500 canali ~3 KHz

15 Roma 28 gennaio 2002 Elettronica: Schema a Blocchi del Q/V

16 Roma 28 gennaio 2002 Elettronica: Schema elettrico dettagliato del Q/V

17 Roma 28 gennaio 2002 Risposta Q/V a corrente costante La carica raccolta è proporzionale alla larghezza del Gate La tensione all ADC è funzione della carica raccolta e della portata finale 1 a portata 2 a portata Gate Tensione allADC

18 Roma 28 gennaio 2002 Risposta Q/V - sistema sovrasmorzato L oscillazione è indesiderata! L oscillazione è dovuta alla ridistribuzione della carica tra le due capacit à Cambio portata

19 Roma 28 gennaio 2002 Risposta Q/V - smorzamento critico Soppressione delloscillazione mediante tuning resistivo Cambio portata

20 Roma 28 gennaio 2002 Caratteristica Carica Ingresso/Tensione Uscita Dinamica misurata > 10 4 Un bit di cambio portata permette di correlare il valore dellADC al valore della carica in ingresso

21 Roma 28 gennaio 2002 Errore relativo sulla misura di carica Errore relativo ~ 0.03 %

22 Roma 28 gennaio 2002 Prototipo un canale

23 Roma 28 gennaio 2002 Prototipo elettronica 16 canali

24 Roma 28 gennaio 2002 Conclusioni e sviluppi futuri prototipo su singolo canale testato e funzionante prototipo su 16 canali pronto per essere testato prototipo cameretta a strip costruita software di readout implementato progettazione elettronica front-end su singolo chip: ottimizzazione del rumore incremento di velocità di lettura riduzione notevole dimensioni fisiche


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