Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Sistema di calibrazione temporale

Trasmissione del Clock e del tempo assoluto

Nemo Fase1

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Sommario

• Scheda TimCal

• Design Circuito Ottico

• Interfacce ottiche

• Misura dei ritardi di fibra

• Sistema di calibrazione esterno

• Sistema di trasmissione del clock e trasmissione delle informazioni temporali

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Scheda TimCal • Nuova versione perfezionata

per poter supportare calibrazioni infra–piano;

• Due tipi di regolazione: coarse e fine, ciascuna suddivisa in 100 step;

• All’inizio del luglio scorso il setup è stato accordato al sistema di acquisizione per garantire 1 p.e. al minimo e 10 p.e. al massimo di intensità in ogni piano;

• Prova di stress effettuata. Dopo il deployment sono state trovate tutte funzionanti.

Impulsatore

Interfaccia led/fibra

Condizionamento Alimentazione

Controllo

Connettore scheda Main

Connettore alimentazione

• LED Agilent HLMP CB15 InGaN Blu;

• Lunghezza d’onda 472 nm;

• Consumo TimCal (5V e 12V) minore di 150 mW.

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Schema ottico

Electro-opticalconnector Splitter 10/90 1x2Splitter 50/50 1x2Splitter 50/50 2x2

Optical Module

To lower floorTimCal

To upper floor• Lo stesso impulso

generato dalla TimCal viene inviato verso i moduli ottici con tempi fissati;

• Permette di illuminare due moduli ottici di tutti i piani adiacenti

• Configurazione identica per tutti i piani;

• Possibilità di estensione a qualunque geometria e configurazione della torre.

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Implementazione schema ottico

Electro-opticalconnector Splitter 10/90 1x2Splitter 50/50 1x2Splitter 50/50 2x2

To lower floorTimCal

Optical Module

To upper floor

• Fibra scelta: TorLabs multimodo ASF 50/125Y (NA 0,22), ha attenuazioni leggermente inferiori nel campo del visibile

• Componenti commerciali, di facile reperibilità e basso costo

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

0

arcsinn

NA

Interfacce ottiche • In mancanza di soluzioni commerciali

è stato necessario ingegnerizzare entrambe le interfacce;

• Un lunga e accurata fase di indagine e numerosi tentativi per facilitare la fase di integrazione e per non dilapidare la potenza ottica disponibile;

• In entrambi i casi la resistenza alle vibrazioni e la conservazione della posizione è fondamentale

10°12,7°

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Misura ritardi di fibre • Misura per differenza;

• Tra le due fibre di riferimento viene inserita la fibra da caratterizzare;

• regolazione ad un segnale di riferimento.

TimCal di riferimento

Hamamatsu H6780• Piccolo Rise Time (0.78 ns)• Piccolo TTS (0.28ns)

Fibra ottica di riferimento (20+1 m)

Discriminatore

TDC

PCMemorizza tempiInizializza TimCal

Invia comando start

Attuatore

start

stop

comandi

comandi

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Calibrazione Temporale onshore • Impulsi inviati da un’unica sorgente tramite

fibre esterne calibrate;

• Necessità di torre oscurata e sistema di acquisizione attivo

• Impulsi sincroni con l’intero clock della torre

• Permette di confutare il sistema interno

TimCal di riferimento

Sistema di splitting

Sistema di trasmissione

del clock Sistema di acquisizione

Sistema implementato su un numero limitato di moduli ottici con risultati confortanti

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Clock Shore Station

• TDC SR620 Stanford Research System• Ricevitore Symmetricomm XLi – GPS• Antenna GPS• PC Cronos • Crate NI PXI con FPGA board 1Mgate

• Recupero clock derivato da GPS e Fan-out verso FCMdream in frequenza e formati opportuni

• Ricezione data e ora attraverso il formato IRIG e trasmissione a FCMdream con canale parallelo (trasmissione numero di trama)

• Controllo impulsatore TimCal • Misura del tempo Go-and-Back

FCM_onshore/FCM_offshore attraverso TDC

XLi – GPSSymmetricom

TDC Interfaccia

Clock 10MHzIRIG B

4 X LVDS Clock 4MHz

4 X LVDS Dati 4MHz

Crate PXIFPGA

Stopx

Startx

GPIB

SerialeAntennaGPS PC Cronos

SCSI

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Problemi riscontrati

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

Nuove funzionalità

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007

ConclusioniDisegno scheda Time_Cal finalizzato

Schede Time_Cal in produzione

Componenti acquisiti

Specifiche verificate con il fotomoltiplicatore che verrà utilizzato in NEMO fase1

Test di interfaccia con la scheda MAIN, effettuato

Attività in corsoCostruzione di una dark box per test con PMT-NEMO a Bari

Implementazione della catena di cavi e splitter (sinergia con LNS)

Valutazione della distribuzione di potenza ottica

Martino Ruppi - CM Catania 12 – 14 febbraio 2007