Быстродействующий суммирующий предусилитель для времяпролетных камер эксперимента HARP (PS214, CERN)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлена методика разработки быстродействующего суммирующего предусилителя для резистивных плоских счетчиков эксперимента HARP (PS214, CERN). Классический аналоговый сумматор был пересчитан для получения минимального собственного джиттера 26 пс, достигнутого за счет компромисса с точностью суммирования зарядов около 5%. Суммирующий предусилитель имеет 8 входов и реализует принцип суммирования области считывания 104×240мм2, содержащей 8 стрипов размером 104×29мм2. Предусилитель расположен внутри камеры, имеет коэффициент преобразования 100 мВ/пК при времени сбора заряда около 1 нс, разброс постоянной временной ошибки по входам менее 30 пс, потребляемая мощность 350 мВт. Времяпролетная система содержит 368 суммирующих усилителей.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. A. Усенко

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: Eugueni.oussenko@cern.ch
Russian Federation, 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, 7а

References

  1. Bogomilov M., Dedovich D., Damps R., Dydak F., Gapienko V., Semak A., Sviridov Y., Usenko E., Wotschack J., Zaets V. The HARP RPC time-of-flight system, // Nucl. Instrum. Methods in Phys. Res. A. 2003. V. 508. P.152.
  2. Akindinov A., Alessandrini A., Alici A. et al. The MRPC detector for the ALICE Time Of Flight system: Final design and performances // Nucl. Phys. Proc. Suppl. 2006. V. 158. P. 60.
  3. Ammosov V.V., Gapienko A., Semak V. et al. Four-Gap Glass RPC as a Candidate to a Large Area Thin Time-of-Flight Detector, IHEP Preprint 2002-10. Protvino, 2002.
  4. Ammosov V.V., Gapienko A., Semak V. et al. Comparition of Timing Properties of Glass Multigap RPCs with 0.3and 0.6 mm Subgap Width., IHEP Preprint 2002-14. Protvino, 2002
  5. Ammosov V., Boyko I., Chelkov G. еt al. The HARP resistive plate chambers: Characteristics and physics performance, // Nucl. Instrum. Methods in Phys. Res. A. 2009. V. 602. P. 639.
  6. Kay A. Operational Amplifier Noise: Techniques and Tips for Analyzing and Reducing Noise., 8–11 Southampton Street, London, Newnes, 2012. 2ISBN-13: 978-0750685252

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural diagram of the HARP experiment.

Download (31KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic diagram of the 4-gap MRPS of the HARP experiment.

Download (40KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the time resolution of the 4-gap chamber on the area of ​​the reading element. Triangular symbols correspond to a solid element, square ones to the summation of 1, 2, 4, 6, 7, 8 electrodes of size 4.3×5.6 cm² each.

Download (14KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Analog adder on an operational amplifier.

Download (8KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Graph of the dependence of the intrinsic time jitter of the summing preamplifier on the number of connected inputs with the input charge value Qin = 120 fC.

Download (9KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Cross-sectional drawing of the MRPS chamber, location of the summing preamplifier.

Download (12KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Readout structure of the 1920 mm long MPS chamber, containing 64 readout strips measuring 29×104 mm², structured into 8 strips for reading by a summing preamplifier.

Download (33KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. On-chamber summing preamplifier with 8 inputs for the time-of-flight chambers of the HARP experiment.

Download (23KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Dependence of the average response time on the adder input number for three preamplifiers.

Download (10KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Schematic diagram of the 8-input summing preamplifier for the time-of-flight chambers of the HARP experiment.

Download (26KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Oscillogram of the measurement of the time resolution of the 8-channel summing preamplifier using a LeCroy LC574A digital oscilloscope (500 MHz) with an input charge value of Qin = 480 fC.

Download (38KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Results of tests on a 6 GeV muon beam on the T₁₀ test channel of the PS accelerator. On the left is the dependence of the response time on the signal amplitude, on the right is the histogram of the difference in times of two successive chambers in the beam, MRPS21 and MRPS22, on the middle electrode 5.

Download (29KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Graph of the dependence of the time jitter and amplitude of the summing amplifier on the charge collection time (Qin = 480 fC).

Download (13KB)
Indexing metadata
15. Fig. 14. Schematic diagram of one channel of the 16-channel CAMAC splitter-amplifier-discriminator module.

Download (36KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences