DOC《电磁量能器读出电子学》

20 MeV 1.1*10-3 3.7*10-2 0.04% 0.6MeV 3.5*10-2 7.3*10-2 11% 上表中数字化分辨和碘化铯晶体(CsI)分辨是相对于每一个量程最小测量值的计算结果,也是每一个量程的最坏情况.从上表的结果可以看出,分成3个量程以后不但可以覆盖物理上要求的动态范围,并且当测量值大于20MeV时数字化分辨大大小于碘化铯晶体的固有分辨,对物理实验总分辨的影响可以忽略不计.当最小测量值降到0.6MeV时数字化分辨只使得总分辨比碘化铯晶体的固有分辨增加了11%. B:电荷量的获取 图4.10-15电荷测量框图 探测器输出的信号经前置放大器和主放大器后成形为一个准高斯波形,其峰值正比于在探测器中沉积的能量.主放的输出信号经过3个不同倍数的放大器分成3个不同的量程,分别由3个10Bit的FADC以20MHz的时钟频率采样.通过数字流水线获得合适的延迟时间,如果探测器输出的电流信号的衰减时间常数是1(s,对于时间常数为1(s的成形电路主放大器输出波形的达峰时间为3(s.为了保证在L1信号到达以后的3(s的寻峰时间窗口内能够找到峰值,必须适当设置数字流水线的延迟时间,使得L1信号到达时主放大器输出波形已经出现了1.5(s.因此,理论上的主放大器输出波形的达峰时刻和L1到达时刻的时间差正好处于3(s寻峰时间窗口的中间点上,即使系统参数有些变化,也能找到峰值. 三个FADC的输出通过编码器及选择逻辑后,根据三个FADC的饱和情况来确定 有效量程 并把 有效量程 FADC的输出连同量程编码一起接到流水线. 有效量程 定义为:如果低量程FADC值小于1023(FADC的饱和值),则低量程为 有效量程 ,量程编码为零.如果低量程FADC值等于1023(FADC的饱和值),而中量程FADC小于1023,则中量程为 有效量程 ,量程编码为1.如果低量程、中量程FADC的值均等于1023,则高量程为 有效量程 ,量程编码为2. 寻峰后将峰值与阈值相比较,如果大于阈值,则将数据压缩标志位寄存器置1,并将峰值及数据压缩标志位寄存器当前值一起存入数据缓存器,等待数据读出. C:VME接口 每个通道的数据由Power PC通过VME机箱读出.采用9U的VME插件,每个插件有32个通道,构成A24:D32的VME从设备.采用令牌方式读出各通道数据缓存器中的数据.每个通道收到令牌后,如果其数据超过阈值,则将数据读出.如果其数据没有过阈,则将令牌传给下一个通道,用此方法通过令牌的传递来压缩数据.相当於有了一个虚拟的全局缓存器. 各个插件之间采用CBLT方式读出. (4) 测试控制器 测试控制器的主要功能为: A: 在对撞工作模式时,转发并扇出由Trigger送来的20MHz时钟、L1及L1 reset信号. B:在校准工作模式时,产生电荷测量所必需20MHz时钟及L1信号.根据VME指令设置刻度所需要的电荷量(通过16 bit DAC)及检测脉冲. C:在增益调节的工作模式时,根据VME指令产生调节增益所须要的信号:串行时钟及串行数据.串行数据为17bit.前9 bit为地址码,后8 bit为通道增益的设定值.每次调节增益,测试控制器发出串行时钟的个数为17,波特率为0.5K.在非增益调节工作模式时,测试控制器不产生串行时钟及串行数据,从而消除了增益调节电路对主放的干扰. D:从各个电荷读出插件可以得到未读事例大于某一设定值的标志信号,将这些标志信号 线或 以后,送给测试控制器.只要这个总的标志信号有效,测试控制器便发出中断,请求Power PC读出数据. (5) 扇出 由于触发只能给电磁量能器电子学提供一个20MHz时钟、L1及L1 reset信号,读出电子学每个通道在工作时,均需要时钟、L1和L1 reset信号.为此,必须对时钟、L1及L1 reset信号扇出.读出电子学设计了三级扇出:一级为系统扇出.读出电子学总计有6272个数据通道,每个电荷量插件有32个通道,总计有16个VME机箱,每个VME机箱有16个插件.由Trigger来的信号经一级扇出产生16个L