ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΛΗΨΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΓΙΑ ΕΝΑ ΠΕΙΡΑΜΑ ΣΥΓΚΡΟΥΟΜΕΝΩΝ ΔΕΣΜΩΝ PP ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ 14ΤΕV: ΠΕΙΡΑ...

Abstract

ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΕΤΑΙ Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΛΗΨΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΓΙΑ ΤΟΝ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΠΡΟΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΚΑΤΑΙΓΙΣΜΩΝ (PRESHOWER) ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΚΑΛΟΡΙΜΕΤΡΟΥ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ CMS (COMPACT MUON SOLENOID) ΣΤΟΝ ΕΠΙΤΑΧΥΤΗ LHC (LARGE HADRON COLLIDER) ΤΟΥ CERN. ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ (FRONT END ELECTRONICS) ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΠΟ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΛΗΨΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ CMS. ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ, ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ.Ο ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΓΙΝΕ ΜΕ ΓΝΩΜΟΝΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ, ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΑΝΘΕΚΤΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, ΤΗΝ ΧΑΜΗΛΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ, ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΛΑΧΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΙΔΙΚΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ (APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUITS, ASICS) ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. ΔΙΕΡΕΥΝΑΤΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΕΜΠΟΡΙΚΑ ΔΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΙΔΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ, ΑΝΘΕΚΤΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ PRESHOWER. ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ Η ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΗΝ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΜΙΑΣ ΕΜΠΟΡΙΚΑ ΔΙΑΘΕΣΙΜΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΜΙΚΡΟΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΤΥΠΟΥ BICMOS 0.8Μ. ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΟΛΙΚΗ ΔΟΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ 1.3M RAD, Η ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΚΑΤΩΦΛΙΟΥ ΒΡΕΘΗΚΕ ΙΣΗ ΜΕ -130MV ΓΙΑ ΤΑ NMOS ΚΑΙ ΜΕ -190MV ΓΙΑ ΤΑ PMOS (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)

THE ARCHITECTURE OF A DATA ACQUISITION (DAQ) AND SLOW CONTROL SYSTEM FOR THE ELECTROMAGNETIC CALORIMETER PRESHOWER DETECTOR OF THE CMS (COMPACT MUON SOLENOID) EXPERIMENT - ONE OF THE LHC (LARGE HADRON COLLIDER) EXPERIMENTS OF CERN - HAS BEEN STUDIED. THE SYSTEM CONCISTS OF THE DETECTOR FRONT END ELECTRONICS ANDOF A DATA TRANSMISSION SYSTEM DELIVERING THE PRESHOWER INFORMATION TO THE CENTRAL DAQ SYSTEM OF THE CMS EXPERIMENT. THE FUNCTIONALITY OF THE FRONT END ELECTRONICS IS PRESENTED. THE OPERATION OF THE DATA TRANSMISSION SYSTEM, BASED ON A RING TOPOLOGY, IS DESCRIBED AND THE SYSTEM DESIGN PARAMETERS ARE ESTIMATED. THE SYSTEM DESIGN CRITERIA ARE THE INCREASED RELIABILITY, THE USE OF RADIATION HARD OPTOELECTRONIC COMPONENTS, THE LOW POWER CONSUMPTION AND THE MINIMIZATION OF THE NUMBER OF APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUITS (ASICS) NEEDED FOR BULDING THE SYSTEM. THE USE OF COMMERCIALLY AVAILABLE VLSI TECHNOLOGIES FOR FABRICATING THE ASICS OF THE PROPOSED SYSTEM CAPABLE TO WITHSTAND THE RADIATION LEVELS IN THE PRESHOWER REGION HAS BEEN INVESTIGATED. THE RADIATION HARDNESS OF A COMMERCIALLY AVAILABLE BICMOS 0.8Μ VLSI TECHNOLOGY HAS BEEN STUDIED. THE RESULTS SHOW A THRESHOLD VOLTAGE SHIFT OF -130MV FOR THE NMOS TRANSISTORS AND -190MV FOR THE PMOS TRANSISTORS, AFTER AN IRRADIATION DOSE OF 1.3MRAD. THE TRANSCONDUCTANCE DROPS ABOUT 8% FOR THE NMOS AND 7% FOR THE PMOS ATTHE SAME IRRADIATION LEVEL. A SUDDEN INCREASE OF LEAKAGE CURRENT WAS OBSERVED AFTER AN IRRADIATION DOSE OF 14K RAD. THE STUDY LOCATED THE LEAKAGE CURRENTS ORIGINATING FROM THE TURN (ABSTRACT TRUNCATED)