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Logique de décision destinée à l'étalonnage d'un détecteur en physique des particules par un système laser
Daniel Lambert1
Le détecteur ATLAS conçu pour étudier la physique des particules, sera mis en service à partir de 2007 sur le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC). Il sera dédié à la recherche du boson de HIGGS et à des études dans le cadre du modèle standard ou en dehors. Le calorimètre à tuiles scintillantes est un sous-ensemble du détecteur ATLAS. Les 10000 voies de lecture, composant ce calorimètre, sont constituées de photomultiplicateurs qui transforment la lumière en signal électrique. La reconstruction du passage des particules et l'énergie déposée dans le détecteur doivent être connues avec précision. Pour cela, chaque sous-ensemble dispose de plusieurs systèmes d'étalonnage. Le système utilisé par le calorimètre à tuiles scintillantes pour calibrer les photomultiplicateurs et l'électronique associée est un laser. Le système laser possède son propre système de calibration afin de connaître avec précision l'impulsion lumineuse transmise aux photomultiplicateurs du calorimètre, soit : · quatre photodiodes qui reçoivent une fraction du faisceau laser, · une source radioactive, passant devant les photodiodes dont l'énergie des particules alpha émises est monoénergétique, · une injection de charge pour connaître la linéarité des préamplificateurs des photodiodes. Pour commander ce système laser, le prototype d'une carte électronique SLAMA a été développé et réalisé. Cette carte, qui s'insère dans un châssis VME, se compose de trois parties : la première est l'interface avec le logiciel via le bus VME, la deuxième met en forme les signaux analogiques provenant des photomultiplicateurs et des photodiodes et la troisième doit prendre en compte le temps de réponse du laser. Les signaux électroniques issus des entrées analogiques sont mis en forme par des discriminateurs à fraction constante. Ils ont pour particularité d'avoir une gigue sur le temps de réponse peu dépendante de l'amplitude du signal d'entrée. Le temps de réponse du laser est dépendant de l'amplitude de l'impulsion lumineuse. La carte SLAMA intègre une fonction dédiée à ce calcul, pour optimiser les calibrations pendant l'absence d'événements physiques. Elle est dotée de fonctions diverses réalisées à l'aide de composants numériques programmables FPGA et de circuits spécifiques : · une interface avec le bus VME, · un convertisseur temps-numérique TDC, ASIC développé au CERN, · l'unité de calculs et d'ajustements du retard de déclenchement du laser, · une logique de fonctionnement autonome. Les tests préliminaires avant l'intégration complète dans le système ont été effectués en laboratoire. Ils permettent de confirmer la faisabilité de la fonction commande et contrôle du laser. Ils montrent également une grande souplesse de la carte, grâce à la possibilité de reconfiguration in-situ.
1 : LPC-CLERMONT - Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand
: Physique/Physique des Hautes Energies - Expérience
mots-clés : Instrumentation et technologie – Technologies pour detecteurs – laser – discrimination – électronique numérique programmable – photomultiplicateur – photodiode – FPGA – VME – traitement du signal
tel-00001530.pdf(3.5 MB)
Contributeur : Base des publications de l'IN2P3 <>
Soumis le : Vendredi 2 Août 2002, 10:54:42
Dernière modification le : Vendredi 2 Août 2002, 10:54:42