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Veröffentlicht von:Zenzi Kassel Geändert vor über 10 Jahren
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1 Dirk Wiedner Straw Detectors for the Large Hadron Colider
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2 Dirk Wiedner Tracking with Straws p p bd π Straw detector B-Field Track /Momentum! S N
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3 Dirk Wiedner LHCb Straw Detector: Impact of charged particles
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4 Dirk Wiedner LHCb RICHES: PID K, separation Calorimeter: PID: e,, 0 Myon System VELO: prim a ry+secund ary Vertex Impactparameter Trigger Tracker: p f o r Trigger Straw Detector: impact of charged particles Particle identification: Spursystem:
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5 Dirk Wiedner Specifications The Goal: momentum resolution δp/p = 0.4% or 200m The conditions: 40 MHz collision rate system clock 1 bunch crossing in 25 ns 1.1 MHz Readout B-hadron productionrate 75 kHz radiation @ readout 10 kRad
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6 Dirk Wiedner How do we meet the specs? 350 m 2 of Straw detectors, 114 m 2 made in HD each module 34 cm x 5 m high precision ~100 m light & tight Readout electronics from HD: Time to Digital Converters for < 1ns precision 1ns ~ 60 m Fiber optical readout with 650 GBit/s
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7 Dirk Wiedner Straw Outer Tracker
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8 Dirk Wiedner Straw Detector Production
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9 Dirk Wiedner Status of module production in HD Module 40 produced. Total of 67 modules will be built until end of the year.
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10 Dirk Wiedner Quater Station
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11 Dirk Wiedner Straw Readout Electronics Preamp TDC Preamp TDC Preamp TDC Preamp TDC optical Transmitte r board Frontendbox Readout board optical Receiver board Switch PC optical Receiver board straw modul 128 channels
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12 Dirk Wiedner Readout window TDC (OTIS) TDC = Time to Digital Converter LHC clock (40 MHz) Signal from Preamp T coded 2+6 Bit Readout 32 channels One Timebin corresponds 25 ns / 64 390 ps Time always in respect to interaction time (LHC time) Readout window: 75 ns
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13 Dirk Wiedner optical Transmitter board 1.6 Gbit/s throughput 1 fiber per straw module Distribution of Fast- and Slow Control Jitterfilter ( 7ps RMS) Low voltage regulators
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14 Dirk Wiedner optical Receiver board 12 optical inputs 19,2 Gbit/s Part of LHCb readout board(TELL1) 288 parallel electrical outputs Bit error rate < 10 -15
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15 Dirk Wiedner The Test: 4 Modules from the production final electronics
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16 Dirk Wiedner The Proof resolution [μm] 200 μm
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17 Dirk Wiedner Summary 68 m 2 (60%) of straw modules produced in Heidelberg TDC and optical readout electronics developed in Heidelberg 200 μm resolution well surpassed in full system test
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18 Dirk Wiedner Schema optische Empf ä nger- karte PC Stratix TTC Szintillator Modul 4 I² C + Laptop Szintillator Modul 3Modul 2Modul 1 FE-Box Si- Teleskop
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19 Dirk Wiedner Strahlprofil Elektronenstrahl 7GeV Strahlbreite 5cm 8 Lagen je 64 Straws ausgelesen Triggerrate 1kHz Rauschen <0.3 % Kanal
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20 Dirk Wiedner Erste Teststrahlergebnisse Driftzeiten maximal 50 ns Effizienz >94% (ohne Akzeptanzkorrektur) Auflösung besser 250 µm (vorläufig) Auslesekette funktioniert von Straw bis PC ns
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21 Dirk Wiedner Vorverst ä rker ASDBLR (ATLAS DEMILL) Vorverst ä rker mit ca. 12 ns Integrationszeit 2x 8 Kan ä le pro Karte
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22 Dirk Wiedner Linearit ä tsmessung Hit Delay [ns] Drifttime [binary]
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23 Dirk Wiedner Frontendbox optische Senderkarte TDC Karten Vorverst ä rker Wasserk ü hlung Leistungaufnahme 20W
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24 Dirk Wiedner Auslesekarte/L1-Buffer Daten von 24 Halbmodulen LHCb-weiter Standard Aufgaben: Deserialisierung Synchronisation Prozessierung Speicher (60 ms = 65k Ereignisse) Ethernet Datenausgabe zu L1- Trigger und DAQ
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