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

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Усенко

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: Eugueni.oussenko@cern.ch
Россия, 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, 7а

Список литературы

  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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структурная схема эксперимента HARP.

Скачать (31KB)
3. Рис. 2. Схема 4-зазорной МРПС эксперимента HARP.

Скачать (40KB)
4. Рис. 3. Зависимость временного разрешения 4-зазорной камеры от площади считывающего элемента. Треугольные значки соответствуют сплошному элементу, квадратные — суммированию 1, 2, 4, 6, 7, 8 электродов размером 4.3×5.6 см² каждый.

Скачать (14KB)
5. Рис. 4. Аналоговый сумматор на операционном усилителе.

6. Рис. 5. График зависимости собственного временного джиттера суммирующего предусилителя от количества подключенных входов при величине входного заряда Qвх = 120 фКл.

7. Рис. 6. Рисунок поперечного разреза камеры МРПС, расположение суммирующего предусилителя.

Скачать (12KB)
8. Рис. 7. Структура считывания камеры МРПС длиной 1920 мм, содержащей 64 считывающих стрипа размером 29×104 мм², структурированным по 8 стрипов для считывания суммирующим предусилителем.

Скачать (33KB)
9. Рис. 8. Накамерный суммирующий предусилитель с 8 входами для времяпролетных камер МРПС эксперимента HARP.

Скачать (23KB)
10. Рис. 9. Зависимость среднего времени срабатывания от номера входа сумматора для трех предусилителей.

Скачать (10KB)
11. Рис. 10. Принципиальная электрическая схема суммирующего предусилителя на 8 входов для времяпролетных камер МРПС эксперимента HARP.

Скачать (26KB)
12. Рис. 11. Осциллограмма измерения временного разрешения 8-канального суммирующего предусилителя цифровым осциллографом LeCroy LC574A (500 МГц) при величине входного заряда Qвх = 480 фКл.

Скачать (38KB)
13. Рис. 12. Результаты тестов на пучке мюонов с энергией 6 ГэВ на тестовом канале Т₁₀ ускорителя PS. Слева зависимость времени срабатывания от амплитуды сигнала, справа гистограмма разности времен двух последовательных по пучку камер МРПС21 и МРПС22 по среднему электроду 5.

Скачать (29KB)
14. Рис. 13. График зависимости временного джиттера и амплитуды суммирующего усилителя от времени сбора заряда (Qвх = 480 фКл).

Скачать (13KB)
15. Рис. 14. Схема одного канала 16-канального модуля сплиттера—усилителя—дискриминатора CAMAC.

Скачать (36KB)

© Российская академия наук, 2024