Электроника для спектрометрических систем детектора КМД-2 на основе кристаллов германата висмута

• Автор: Юдин, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1. Накопитель ВЭПП-2М и детектор КМД-2

1.1 Накопитель ВЭПП-2М

1.2 Детектор КМД

1.3 Триггер и регистрирующая электроника детектора КМД

2. Электроника торцевого калориметра ~

2.1 Торцевой калориметр детектора КМД

2.2 Технические требования к электронике торцевого

калориметра в целом

2.3 Электроника торцевого калориметра

2.4 Зарядочувствительные предусилители

2.5 Передача сигналов от ЗЧУ к УФ

2.6 Усилители-формирователи
2.7 Триггер торцевого калориметра
2.8 Блок Амплитудных Дискриминаторов и Сумматора
2.9 Блок Геометрии
2.10 Блок финального решения
2.11 Питание ЗЧУ и высоковольтное питание фототриодов
2.12 Результаты
3. Электроника системы измерения светимости
3.1 Система измерения светимости детектора КМД
3.2 Метод измерения светимости
3.3 Технические требования к электронике системы измерения
светимости в целом
3.4 Электроника системы измерения светимости
3.5 Аналоговый тракт
3.6 Защита от помех
3.7 Обработка логических сигналов
3.8 Настройка и тестирование электроники системы измерения светимости
3.9 Результаты
Заключение
Литература

Криогенный Магнитный Детектор КМД-2 предназначен для работы на встречных электрон-позитронных пучках в диапазоне энергий 340ч-1400 МэВ в системе центра масс [1,2, 3]. В 70-х годах эксперименты на встречных пучках в этой области энергий проводились с детекторами М314 и БМ1 на накопителе АСО и с детекторами ОЛЯ [4,5], КМД [6,7] и НД [8] на накопителе ВЭПП-2М. Типичные параметры этих детекторов: телесный угол регистрации частиц - примерно 0.6*4л, гранулярность калориметра - около 100. В 1992-2000 гг. на модернизированном накопителе ВЭПП-2М работали детекторы с телесным углом регистрации, близким к 4л; - Криогенный Магнитный Детектор КМД-2 и Сферический Нейтральный Детектор СНД [9]. Калориметры этих детекторов содержали более 1500 кристаллов. Улучшение параметров детекторов в совокупности с увеличением светимости накопителя позволило выйти на новый уровень точности проводимых экспериментов.
Детектор КМД-2 является первым универсальным магнитным детектором с близким к 4л телесным углом регистрации частиц, работающим в диапазоне энергий 3404-1400 МэВ. Он представляет собой магнитный спектрометр, окруженный электромагнитным калориметром. Многие из физических процессов, изучаемых с помощью КМД-2, характеризуются наличием двух и более гамма-квантов в конечном состоянии. Для регистрации таких процессов важно иметь телесный угол калориметра максимально близкий к 4л. У детектора КМД-2 телесный угол цилиндрической части калориметра составляет 0.65*4л, а телесный угол полного калориметра (цилиндрической и торцевой частей) составляет 0.94*4л. Для примера приведем увеличение эффективности регистрации нескольких процессов при использовании полного калориметра по сравнению со случаем, когда используется только цилиндрический калориметр :
Ф—>Т|’у, ту-эл+л~т|, Л —>УУ примерно в 2 раза [10],
е+е"-> л+л-л°л°, л°->уу более чем в 3 раза [11].

2.8 Блок Амплитудных Дискриминаторов и Сумматора
Блок Амплитудных Дискриминаторов и Сумматора АДиС-24 предназначен для преобразования быстрых групповых аналоговых сигналов калориметра в сигналы временных отметок и сигналы-аргументы первичного триггера. Блок содержит:
• 24 двухпороговых дискриминатора;
• аналоговый сумматор полного энерговыделения со схемой шумоподавления;
• набор дискриминатров в канале полного энерговыделения;
• программно управляемый источник опорных напряжений;
• схему формирования сигналов запуска и самосброса;
• формирователи выходных сигналов триггера и временных отметок.
Каналы обработки групповых сигналов.
24 канала обработки групповых сигналов выполнены в виде субплат, впаянных на специальные места материнской платы. На каждой субплате присутствует двухпороговая схема дискриминации, аналоговый ключ схемы шумоподавления, а также логическая схема управления этими узлами. Упрощенная функциональная схема субплаты приведена на рис. 18 ("Каналі"), схемы самосброса на рисунке не показаны. В двухпороговой схеме дискриминации функции дискриминатора "низкого" порога выполняет компаратор Компар.1, дискриминатора "высокого" порога - компаратор Компар.2. Линия задержки построена на основе одновибратора, время задержки 470 нс задаётся регулировочным резистором при настройке. Стробирование производится с помощью Б-триггера Тр1. После срабатывания этого триггера сигнал "Срабатывание” остаётся в активном состоянии до общего сброса.
Шумоподавление осуществляется следующим образом. Аналоговый сигнал через гальваническую развязку на входном трансформаторе (не