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Gernot A. Weber Institut für Physik Johannes Gutenberg-Universität Mainz DPG-Jahrestagung Berlin 2005 Freitag, 4. März 2005 Einsatz des Level-1-Kalorimeter-Trigger.

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Präsentation zum Thema: "Gernot A. Weber Institut für Physik Johannes Gutenberg-Universität Mainz DPG-Jahrestagung Berlin 2005 Freitag, 4. März 2005 Einsatz des Level-1-Kalorimeter-Trigger."—  Präsentation transkript:

1 Gernot A. Weber Institut für Physik Johannes Gutenberg-Universität Mainz DPG-Jahrestagung Berlin 2005 Freitag, 4. März 2005 Einsatz des Level-1-Kalorimeter-Trigger Jet/Energiesummen-Moduls bei ATLAS Teststrahlmessungen am CERN

2 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 2 Inhalt Level 1 Kalorimeter Trigger/JEM Motivation für Messungen Teststrahlaufbau Datenverarbeitung Ergebnisse Zusammenfassung

3 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 3 Level-1-Kalorimeter-Trigger Level-1-Trigger: Filtern von interessanten Ereignissen dadurch Datenratenreduktion von 40MHz ( Paketabstand: 25ns) auf 75kHz (100Hz Aufzeichnungsrate) vollständig in Hardware implementiert verschiedene Module Level-1-Kalorimeter-Trigger: eine Komponente des Triggers: Jet/Energiesummen-Prozessor (JEP) 32 Jet/Energiesummen-Module (JEM) 2 Funktionen: Finden von Jets Bilden von Energiesummen DAQ RODs To DAQ 0.2 x 0.2 e,,,had Clusters (CP) 0.1 x 0.1 Pre- Processor (PPr) Analogue tower sums 0.1 x 0.1 (~7200) (>300 Gbyte/s) RoI RODs To L2 To CTP Jet / E T (JEP)

4 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 4 Motivation des Teststrahls Test aller Komponenten des Detektors/Triggersystems Innerer Detektor Datennahme-System (DAQ) Tile/LAr-Kalorimeter Level-1 Trigger Muon-Spektrometer High-Level-Trigger (HLT) Offline Rekonstruktion für Mainz: JEM Tests unter realen Bedingungen echte Kalorimeterdaten Runs mit Teilchenpaketen in Abständen von 25ns Sammeln von Erfahrungen für Integration und Inbetriebnahme Lassen sich Ereignisse vom Kalorimeter zuverlässig triggern?

5 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 5 Aufbau: ein vollständiger Sektor von ATLAS CERN-Teststrahl 2004 in der North Area am CERN (H8): +,p,e + (u.a. 180/350GeV)

6 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 6 Teststrahlaufbau

7 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 7 Level1-Kalorimeter-Trigger Aufbau im TeststrahlATLAS 1 Pre-Prozessor8*14 Pre-Prozessoren 1 Jet/Energiesummen Modul2*16 Jet/Energiesummen Module 1 Cluster Prozessor Modul4*14 Cluster Prozessor Module

8 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 8 Kontrollraum RODs Receiver Boards CPM JEM PPr

9 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 9 Datenverarbeitung pulse-shaping Abtasten der analogen Signale 5 Zeit-Scheiben frühe Trennung der Signalwege von analogen und digitalisierten Daten getrennte Verstärkerstufen Überprüfen der Korrelation Trigger-Tower x =0,2x0,2 LAr-Kalorimeter Nachbilden des Jet- Algorithmus: Fenstergröße 2x2 Jet-Elemente suche lokales Maximum

10 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 10 Energiedeposition in Kalorimetern Proton-Run (25ns) mit 350GeV Summation über x = 0,2x0,2 Größe Jet-Element Position des benutzten Fensters: durch simulierten Jet-Trigger ausgewählt EM-Kalorimeter # Events E T / ADC Counts # Events (EM,HAD) der Kalorimeter E T / ADC Counts HAD-Kalorimeter # Events E T / ADC Counts

11 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 11 Energie im Jet-Trigger gleiche Information aus Jet-Trigger Sättigung des JEM Jet-Trigger EM # Events E T / ADC Counts # Events Jet-Trigger- (EM,HAD) E T / ADC Counts Jet-Trigger HAD # Events E T / ADC Counts

12 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 12 Korrelation mit analogen Energien Zuordnung zwischen analogen Daten und JEM (defekte Kanäle, unterschiedliche Geometrie- zuweisungen etc.) Transformation von und Sättigung des JEMs Vergleiche analoge mit digitalen Energien lineare Abhängigkeit für had lineare Abhängigkeit für em? Kalorimeterenergie/ ADC counts JEM-E T /ADC counts Kalorimeterenergie/ ADC counts EM HAD

13 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 13 JEM Trigger-Effizienz Proton-Run (25ns) mit 350GeV Jet-Trigger: Jets > 170 ADC counts nur digitalisierte Energien funktioniert perfekt für eine Schwelle E T / ADC counts Effizienz

14 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 14 Energiesummen-Trigger Vergleiche der transversalen Energiesumme (JEM) mit digitalisierten Eingangsdaten Zellen em,Zellen had gute Korrelation Abweichungen beruhen auf Gleitskala 6Bit: Werte + 2Bit: Wertebereich (E had +E em ) / ADC counts E T / ADC counts

15 Gernot A. Weber Institut für Physik - Universität Mainz 15 Zusammenfassung Meilenstein 2004: Test des Level-1-Kalorimeter-Trigger und insbesondere des JEM erfolgreich. Erstes und einziges Mal: Funktionstest aller Komponenten Teststrahl mit 40MHz-Strahlstruktur Stabile Kommunikation zwischen Modulen Integration des Level-1-Trigger in ATLAS Triggern von Ereignissenim Teststrahl Labortests (S. Rieke) + Teststrahlergebnisse zeigen: JEM-Design ausgereift erfüllt alle ATLAS-Trigger Voraussetzungen Ziel: voll funktionsfähiges System vor LHC Betrieb 2007


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