Klemens Müller - Universität Bonn HEP Herbstschule Maria Laach ...
Klemens Müller - Universität Bonn HEP Herbstschule Maria Laach ...
Klemens Müller - Universität Bonn HEP Herbstschule Maria Laach ...
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Kalibration des Atlas<br />
Pixel Detektors<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - <strong>Universität</strong> <strong>Bonn</strong><br />
<strong>HEP</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong> 2008<br />
1
Themen<br />
Spurdetektoren bei Atlas<br />
Pixel Detektor Elektronik<br />
Kalibration der Thresholds<br />
Ausblick<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
2
Tracking bei Atlas<br />
Tracking Volumen 7m * 1.2m in<br />
supraleitendem Solenoiden mit 2T<br />
mit Gas gefüllte<br />
4mm Röhren<br />
420K Kanäle<br />
Silizium<br />
Streifen Detektor<br />
6.2M Kanäle<br />
Silizium Pixel<br />
Detektor 80M<br />
Kanäle<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
3
Pixel Detektor Mission<br />
Vertex Bestimmung, b-tagging<br />
bei LHC 25ns Abstand zwischen<br />
Kollisionen<br />
extrem hohe Spurdichte nahe am<br />
Interaktionspunkt<br />
extrem strahlungsresistent<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
4
Signalgröße, Threshold, Noise<br />
typisches Signal 20K e (MIP in 250μm Si)<br />
mit Ladungteilung zwischen benachbarten Pixel Signal pro<br />
Pixel 6000e<br />
digitale Auslese (Signalgröße über Time Over Threshold)<br />
6000e = 4000e (Threshold)+ 2000e (Overdrive)damit Hit nach<br />
spätestens 20ns registriert wird)<br />
Rauschen ist < 300e<br />
geringe (
Pixel Elektronik<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
6
Signalform am Vorverstärker<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
7
Pixel Elektronik<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
8
Threshold Scan<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
9
Pixel<br />
Threshold Scan für ein Modul<br />
Pixel<br />
threshold in e threshold in e<br />
untuned tuned<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
10
Threshold Scan<br />
Ladungsinjektion in<br />
Vorverstärker und Messung<br />
von Schwelle und Rauschen<br />
durch Scan über injezierte<br />
Ladung (minimale<br />
Schrittweite 40e)<br />
Scan innerhalb der 30 min<br />
zwischen LHC fills ist mit<br />
optimalen Einstellungen<br />
nicht zu erreichen<br />
100/200 Ladungsinjektionen<br />
Scan über Ladung mit<br />
100/200 Schritten (80/40e)<br />
Pixel<br />
Pixel<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
noise in e<br />
threshold in e<br />
11
number<br />
of pixel<br />
Threshold Tuning<br />
Ziel ist Einstellen der Schwellen auf 3000e-4000e mit mittlerer<br />
Abweichung < 50e<br />
sehr zeitaufwändig: Schwellenscans mit verschiedenen<br />
Einstellungen der Pixel Verstärker<br />
schnellere Methode: nur Schwellenladung wird injeziert und<br />
Anzahl der Treffer mit der 50% Erwartung verglichen<br />
number<br />
untuned tuned<br />
Injektionen - Hits<br />
of pixel<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
Injektionen - Hits<br />
12
number<br />
of pixel<br />
Threshold tuning<br />
2 Beispiele für Tuning<br />
4000e, Variation 35e<br />
3100e, Variation 48e<br />
Zeitbedarf extraploliert auf gesamten Detektor 55min<br />
threshold in e threshold in e<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
13
Weitere Kalibrationsaufgaben<br />
Thresholds sind nur kleiner Teil der Kalibration:<br />
Optischer Link zwischen Detektor und Readout Racks<br />
Thresholds<br />
Time Over Threshold<br />
Zeitkonstanten (Trigger delays)<br />
Detektorstudien: z.B. Überwachung von Strahlenschädigung<br />
plus offline: Positionsauflösung, ...<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
14
Zusammenfassung und Ausblick<br />
stabile Datennahme erfordert Kalibration der<br />
optischen Datenauslese und der Thresholds<br />
enormer Schritt von Modultests zur Kalibration des<br />
gesamten Detektors<br />
Infrastruktur<br />
Optimierung der Prozeduren<br />
Status - Detektor wird für Datennahme vorbereitet<br />
(Threshold Scans zur Identifikation von<br />
problematischen Modulen)<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
15
Backup
Atlas Detektor<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
17
Atlas Pixel Detektor<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
18
Interchip Region<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
20
Datenauslese<br />
vom Optoboard zur Back Of Crate Card optische<br />
Fasern<br />
Getrennte Pfade für Physik Daten und<br />
Kalibrationsdaten<br />
<strong>Klemens</strong> <strong>Müller</strong> - Uni <strong>Bonn</strong> <strong>Herbstschule</strong> <strong>Maria</strong> <strong>Laach</strong><br />
21
Change language