Разработка конструкторской документации для производства 16-канальной платы электроники считывания для строу модуля эксперимента COMET «Artix-PCB» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Понарядов

Abstract

Объект исследования: система регистрации событий в экспериментах по физике высоких энергий Цель работы: исследование возможности создания 16-канальной системы регистрации формы и энергии (расчет площади) субнаносекундных импульсов с временным разрешением не хуже 200 пс и разработка конструкторской документации для производства 16-канальной платы электроники считывания для строу модуля эксперимента COMET. Проект "TDR COMET Phase-I" содержит все требования для достижения необходимого временного разрешения и чувствительности считывающей аппаратуры прототипа модуля 16-канального детектора «straw-tracker». Аппаратура должна иметь как можно более высокое временное и энергетическое разрешение на этапе онлайн реконструкции энергии зарегистрированного импульса - события, для запуска записи событий от частиц с энергией в пределах выбранного диапазона порогов. В условиях высокой загрузки считывающая аппаратура также должна эффективно отсеивать фоновые события с целью снижения интенсивности потока экспериментальных данных до приемлемого уровня. Количество каналов регистрации сигналов должно быть не менее 16. В результате, в настоящей работе показана возможность создания 16-канальной системы регистрации коротких (менее 1 нс) импульсов с временным разрешением не хуже 150 пс на базе многоканального устройства регистрации однократных импульсов типа «домино» с возможностью преобразования зарегистрированных сигналов в цифровой код с амплитудным разрешением 14 бит; промоделирована возможная система регистрации на базе FPGA (программируемой логической матрицы) с максимальным быстродействием; разработана конструкторская документация для производства 16-канальной платы электроники считывания для строу модуля эксперимента COMET. Созданная аппаратура выполняет следующие задачи: обнаруживает события – появление импульса с детектора; запоминает импульс в многоканальном устройстве выборки – хранения; преобразует аналоговый импульс в цифровую форму; передает информацию о времени прихода импульса, его форме и энергии управляющему компьютеру.