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

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

Ambizioso Piano Estivo

Due test beam: 1) Fine Luglio con 100 FPPA su SM0Scopo: capire come si monta il sistema, coolingmonitor, software

2) Meta` Ottobre: 200 FPPA + 100 MGPA su SM1Scopo: test di sistema, per validare la sceltadell'MGPA

Nicolo` Cartiglia

Ambizioso Piano Estivo

Un test beam ha bisogno di:Supermoduli: esistonoMother board: esistono come prototipiVFE: very front end board, esiste per l'FPPALVRB: Low Voltage Regulator Board, in costruzioneFE: Front-end board, esistono e sembrano funzionareKapton cable: in costruzioneToken-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

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 informazioniufficiose 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 moltomoderati, forse solo per scaramanzia.

Nicolo` Cartiglia

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

VFE, Motherboard, FE and cooling

Nicolo` Cartiglia

Attivita` INFN-Torino: test FPPA

L'apparato di test e' formatoda 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

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

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

Attivita` INFN-Torino: test FPPA

Controllo dei 4 possibili gain:

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.89 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

6.3 6.6 6.9 7.2 7.5 7.8 8.1 8.40

5

10

15

20

25

30

35

29 29.5 30 30.5 31 31.5 32

X1X5

X9X33

Torino Lione

Nicolo` Cartiglia

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 inseritanel 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'aumentaredella complessita` del sistema, utilizzato varie parti del calorimetro (cristallo, alveola, submodule, module).

Nicolo` Cartiglia

Attivita` INFN-Torino: studi di rumore

Abbiamo studiato le possibili correlazioni tra comportamentielettrici delle capsule e la meccanica del calorimetro. La curva CV di una capsula non cambia assolutamente montando il calorimetro.

Nicolo` Cartiglia

Attivita` INFN-Torino: studi di rumore

Neppure le curve di rumorecambiano 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

Attivita` INFN-Torino: studi di rumore

Adesso tutti sembrano aver accettato il fatto che il problemadel 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

Attivita` INFN-Torino: estate - autunno

- Test Beam: lavorare quanto piu` sia possibile sugli aspettidi integrazione tra elettronica e meccanica. In particolarestudiare il problema del 'rumore elettronico' dovuto ad un sistema di massa troppo esteso. Trovare soluzioniin 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'