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Nicolo` Cartiglia

Stato dell'elettronica di ECAL. - La situazione e' in continua evoluzione. Entro l'estate si formalizzera` la decisione su quale elettronica di 'very front end' si usera`. Vecchia Nuova FPPA + AD ADC MGPA + AD1240

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Nicolo` Cartiglia

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Presentation Transcript

  1. Stato dell'elettronica di ECAL - La situazione e' in continua evoluzione. Entro l'estate si formalizzera` la decisione su quale elettronica di 'very front end' si usera`. VecchiaNuova FPPA + AD ADC MGPA + AD1240 La scelta e' fortemente influenzata dall'enorme risparmio offerto dalla nuova elettronica e dalla sua facilita`di costruzione/modifica. - Ambizioso piano estivo di test beam, studio di raffreddamento, integrazione, montaggio Nicolo` Cartiglia

  2. Ambizioso Piano Estivo Due test beam: 1) Fine Luglio con 100 FPPA su SM0 Scopo: capire come si monta il sistema, cooling monitor, software 2) Meta` Ottobre: 200 FPPA + 100 MGPA su SM1 Scopo: test di sistema, per validare la scelta dell'MGPA Nicolo` Cartiglia

  3. Ambizioso Piano Estivo Un test beam ha bisogno di: Supermoduli: esistono Mother board: esistono come prototipi VFE: very front end board, esiste per l'FPPA LVRB: Low Voltage Regulator Board, in costruzione FE: Front-end board, esistono e sembrano funzionare Kapton cable: in costruzione Token-Ring: la parte ottica in grave difficolta` Read-out system: esiste 'Rose 10', il sistema usato l'anno scorso Il tutto va montato in due sapori, trovando il modo di montarlo (grounding, shielding sono da definire) Nicolo` Cartiglia

  4. La nuova elettronica di Very Front-End MGPA:chip di read-out, disegnato a IC e realizzato in tecnologia 0.25um dall'IBM. Ci sono informazioni ufficiose molto positive: funziona entro le specifiche AD1240: ADC disegnato al CERN e da ChipIdea, Portogallo (sempre in 25um). FUNZIONA, ma non si sa ancora se bene o male. I commenti iniziali sono molto moderati, forse solo per scaramanzia. Nicolo` Cartiglia

  5. La nuova elettronica di Very Front-End: MGPA Messaggio 'privato' dal disegnatore di IC (i risultati saranno presentati al CERN il 25/06) All testing so far has been performed on a bare chip bonded to a pcb - we do not yet have packaged chips, they are currently with the packaging company. The chip is fully working. The interface is functioning and is used to programme the individual gain channel offsets. the calibration circuit is also working. Gain ratios are close to the 1:6:12 expected. Linearity and pulse shape matching measurements are close to the specifications. The noise performance is within specification. Nicolo` Cartiglia

  6. VFE, Motherboard, FE and cooling Nicolo` Cartiglia

  7. Attivita` INFN-Torino: test FPPA L'apparato di test e' formato da un PC che controlla attraverso un bus GPIB una scheda e parecchi strumenti. = Finanziati a Settembre 2002 Il test dell'MGPA richiedera` una nuova TestBoard Nicolo` Cartiglia

  8. Attivita` INFN-Torino: test FPPA Il test dei chip FPPA e' stato fatto in parallelo a Lione e Torino. 320 chip sono stati testati in entrambi i posti per controllare i risultati. Ottimo accordo tra i due siti. Trovate minori discordanze. Chip Noise Nicolo` Cartiglia

  9. Attivita` INFN-Torino: test FPPA Il 68% dei chip non hanno passato il test: • 23% digital +5 V • 19% analog -2 V • 15% noise level • 6% modes • 5% gain ratio Nicolo` Cartiglia

  10. Attivita` INFN-Torino: test FPPA Controllo dei 4 possibili gain: Torino Lione X1 X5 X33 X9 Nicolo` Cartiglia

  11. Attivita` INFN-Torino: studi di rumore Al momento del montaggio delle VFE sul modulo ci si e' accorti che il rumore elettronico sembrava peggiorare quando la capsula si avvicinava al cristallo. Peggiorava ulteriormente quando la capsula era inserita nel modulo. Si e' voluto verificare la riproducibilita` e comprensione di questo problema utilizzando le strutture del centro regionale INFN/ENEA a Roma. Abbiamo studiato il rumore elettronico all'aumentare della complessita` del sistema, utilizzato varie parti del calorimetro (cristallo, alveola, submodule, module). Nicolo` Cartiglia

  12. Attivita` INFN-Torino: studi di rumore Abbiamo studiato le possibili correlazioni tra comportamenti elettrici delle capsule e la meccanica del calorimetro. La curva CV di una capsula non cambia assolutamente montando il calorimetro. Nicolo` Cartiglia

  13. Attivita` INFN-Torino: studi di rumore Neppure le curve di rumore cambiano in modo significativo passando da una singola capsula ad una capsula in un modulo. La capsula si comporta (quasi) come una semplice capacita` esterna Aumento dovuto alla mancanza di schermatura Nicolo` Cartiglia

  14. Attivita` INFN-Torino: studi di rumore Adesso tutti sembrano aver accettato il fatto che il problema del rumore altro non e' che un problema di grounding. L'attenzione e' quindi concentrata su come collegare le varie masse tra moduli, elettronica e raffreddamento. La speranza e' di capirlo per fine Luglio, per montare al meglio le schede per i test beam. Nicolo` Cartiglia

  15. Attivita` INFN-Torino: estate - autunno - Test Beam: lavorare quanto piu` sia possibile sugli aspetti di integrazione tra elettronica e meccanica. In particolare studiare il problema del 'rumore elettronico' dovuto ad un sistema di massa troppo esteso. Trovare soluzioni in laboratorio e portarle sul fascio. -Mother board: occuparsi del disegno, della realizzazione e del sistema di test. Il disegno dipendera` dall'elettronica e dalle cose che si impareranno quest'estate. - False LVRB: disegnare e realizzare le finte board dei regolatori di tensione per il test del raffreddamento. - Test delle VFE: realizzare il sistema di test per le schede VFE, definire il test ed 'industrializzarlo' Nicolo` Cartiglia

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