Elektronika front-end

Prezentacja na temat: "Elektronika front-end"— Zapis prezentacji:

1 Elektronika front-end
Schemat ogólny Źródło sygnału i wzmacniacz wejściowy Filtrowanie sygnałów Informacja dla wstępnej selekcji przypadków Rejestracja wstępna (buforowanie) Przetwarzanie i transmisja danych Możliwość optymalizacji Elektrycznej (szumy) i geometrycznej (połączenia) Elektronika VLSI ASIC Technologie Bipolarna i MOS Narzędzia projektowania i wykonanie Testowanie i kalibracja Odporność na promieniowanie Warunki pracy Efekty radiacyjne Zmiana charakterystyk Single Event Effects (SEE) Michał Turała, 2004

2 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Pierwotny sygnał „fizyczny” Jonizacja w gazach i cieczach Pary elektron-dziura w pólprzewodnikach Fotony w licznikach scyntylacyjnych i Czerenkowa Sygnał wytworzony w detektorze Powielanie elektronów w detektorach gazowych Fotoefekt w detektorach fotonów, powielanie elektronów Obserwowany sygnał elektryczny Swobodne ładunki wyzwalające się w skończonym czasie Zależnym od charakterystyk detektora (rodzaj scyntylatora, prędkości dryfu w gazie/ cieczy/ ciele stałym, itp.) Zależnym on warunków pracy detektorów (napięcia i natężenia pól elektrycznych, obecność pól magnetycznych) Źródła sygnałów Sygnały prądowe (ładunkowe) i napięciowe Przetwarzanie i transmisja sygnałów Szumy własne i zakłócenia zewnętrzne Michał Turała, 2004

3 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Sygnał pierwotny – wyświecanie scyntylatorów Michał Turała, 2004

4 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Sygnały z liczników proporcjonalnych (po wzmocnieniu) Michał Turała, 2004

5 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Fotopowielacze Michał Turała, 2004

6 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Hybrydowa fotodioda - detektor fotonów Michał Turała, 2004

7 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Hybrydowa fotodioda - detektor fotonów Michał Turała, 2004

8 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Dioda lawinowa - detektor fotonów Michał Turała, 2004

9 Elektronika front-end Sygnały elektryczne z detektorów promieniowania
Sygnały z detektora półprzewodnikowego Michał Turała, 2004

10 Elektronika front-end Kształtowanie sygnałów
Całkowanie i różniczkowanie sygnałów prądowych Michał Turała, 2004

11 Elektronika front-end Wzmacniacze
Wzmacniacze ładunkowe z różnym sprzężeniem zwrotnym Michał Turała, 2004

12 Elektronika front-end Kształtowanie sygnałów
Całkowanie i różniczkowanie sygnałów prądowych Michał Turała, 2004

13 Elektronika front-end Układy pomiarowe
Schemat układu pomiarowego Michał Turała, 2004

14 Elektronika front-end Układy pomiarowe
Michał Turała, 2004

15 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla kalorymetrów
Elektronika odczytu dla kalorymetru CMS Michał Turała, 2004

16 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla kalorymetrów
Elektronika odczytu dla kalorymetru CMS – ADC Michał Turała, 2004

17 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla kalorymetrów
Elektronika odczytu dla „wstępnego” kalorymetru CMS Michał Turała, 2004

18 Elektronika front-end Transmisja sygnałów
Elektronika odczytu dla kalorymetru CMS Michał Turała, 2004

19 Elektronika front-end Synchronizacja
Schemat układu synchronizacji dla LHC Michał Turała, 2004

20 Elektronika front-end Transmisja sygnałów
Opto-elektronika światłowody diody i lasery (VCSEL) fotodiody Michał Turała, 2004

21 Elektronika front-end Synchronizacja
Układ synchronizacji dla eksperymentów LHC Michał Turała, 2004

22 Elektronika front-end Synchronizacja
Parametry układu synchronizacji dla eksperymentów LHC Michał Turała, 2004

23 Elektronika front-end Kalibracja
Układ kalibracji elektroniki odczytu kalorymetru EM CMS Michał Turała, 2004

24 Elektronika front-end Elektronika VLSI
Technologia MOS tania i dostępna Rozpowszechnienie elektroniki w życiu codziennym Popularyzacja nowych technologii (szkoły, uczelnie) Komputerowe narzędzia projektowania (Spice, Verilog, Cadence) Programy dzielenie kosztów prototypów (MOSIS, Europractice) Znaczenie dla fizyki Możliwość budowania bardziej zwartych detektorów Np. detektorów wierzchołka Możliwość optymalizacji układów odczytu Optymalizacja stosunku sygnał/szum Mniejszy pobór mocy Nowe pomysły układowe: Bardziej skomplikowane Bardziej precyzyjne (kalibracja) Odporne na promieniowanie Michał Turała, 2004

25 Elektronika front-end Elektronika VLSI
Tranzystor MOS Michał Turała, 2004

26 Elektronika front-end Elektronika VLSI
Szumy tranzystorów Michał Turała, 2004

27 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony ABCD2T dla detektora torów SCT ATLAS’a Michał Turała, 2004

28 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony ABCD2T dla detektora torów SCT ATLAS’a Michał Turała, 2004

29 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony ABCD2T dla detektora torów SCT ATLAS’a Michał Turała, 2004

30 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony ABCD2T dla detektora torów SCT ATLAS’a Michał Turała, 2004

31 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony APV25A dla krzemowego detektora torów CMS Michał Turała, 2004

32 Elektronika front-end Elektronika odczytu dla detektorów krzemowych
Układ scalony APV25A dla krzemowego detektora torów CMS Michał Turała, 2004

33 Elektronika front-end Efekty radiacyjne
Spodziewane dawki promieniowania w eksperymencie ATLAS Michał Turała, 2004

34 Elektronika front-end Efekty radiacyjne
Spodziewane dawki promieniowania w eksperymencie ATLAS Michał Turała, 2004

35 Elektronika front-end Efekty radiacyjne
Zmiana parametrów tranzystorów po naświetlaniu Michał Turała, 2004

36 Elektronika front-end Efekty radiacyjne
Zmiana charakterystyk układów po naświetlaniu Michał Turała, 2004

37 Elektronika front-end Efekty radiacyjne
Efekty pojedyncze (SEE) Michał Turała, 2004