Development of Beam Profile Monitor&

readout it

Dec 20,2010

Yamanaka Taku lab. M1 Masaki ENDO

12010年12月20日月曜日

Contents1.Introduction2.SEABAS board3.Sensor

4.Readout 1ch5.Problem6.To do7.Summary

22010年12月20日月曜日

1.Introduction

sensor

Beam Profile Monitor

AMPADC SEABAS

sensor

other DAQ system with SEABAS

SEABAS

PC

trigger

run one DAQ software

developing this red part

scintillating fivers & Multi anode PMTs

compact!

I’m developing a beam profile monitor with SEABAS DAQ board for positioning beam spot & triggering other sensor

Okamura san’s work

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2.SEABAS boardSEABAS(Soi EvAluation BoArd with Sitcp) DAQ board 検出器が載っているサブボードからデータを取得する。TCP/IP通信でPCとやりとりする。

sub boardetc PC

TCP/IP

このSEABAS boardを介せば、DAQシステムがコンパクトなものになる。

65MHz,12bit

64 ピン コネクタ

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userFPGA

SiTCPFPGA

PC

pixel検出器などdata

今回はMAPMT

１：外部からのデータをuser FPGAでFIFOにつめる、などの処理２：user FPGAからSiTCP FPGA(のFIFO)にデータを送る３：SiTCP FPGAからEthernetを介したTCP/IP通信でデータをPCに送る

Ethernet100Mbps

SEABASユーザーが準備すること

SEABASを介したDAQの流れ

１：SEABASへの信号入力２：user FPGAに書き込むfirmware３：PCにデータを取り込むプログラム

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64chMAPMT

64chMAPMT

直径1mmシンチファイバー×64本

ファイバーをアクリル板に光学セメントで固定していく

1mmの分解能で２次元の位置情報が分かる

3.Sensorsensor

AMPADC SEABAS PC

64ch multi anode PMT(浜松ホトニクス、H7546B)シンチファイバー(クラレ、SCSF-78MJ)

62010年12月20日月曜日

64ch multi anode PMT(浜松ホトニクス、H7546B)

MAPMTからの信号は専用のボードを使う16ch毎にコネクタからアナログ信号を取得できる

34 ピン

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センサー部分(試作)：multi anode PMT(浜松ホトニクス、H7546B)、　　　　　　　　　 シンチファイバー(クラレ、SCSF-78MJ)

・シンチファイバーやPMTを固定するホルダーは他からの流用・MAPMTは研究室には4個ある・今後、シンチファイバーの数を増やして行く・最終的にどこまでch数を増やすかはビームテストで使うビーム次第(今の予定、64chMAPMTが4つあるので64ch×64chのセンサーを２個)

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4.Readout 1chSEABAS上に搭載されているADCチップを用いて1chだけの読み出しシステムを構築しようとしている

1ch analog signal ADC chip

userFPGA

SiTCPFPGA PC

SEABAS board

sensorAMPADC SEABAS PC

ADCoutput

firmware(user FPGA)

FIFOFIFO

SiTCPFPGA

software(PC)シンプルに信号を読み出すのみ

12bit25MHz

8bit25MHz

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SEABASに搭載されているADCチップ

アナログ入力

デジタル出力

ADCのCLOCKを25MHzで動かし、PDWNは1’b0にした

よくわからないで囲った部分がuser FPGAに配線されている

user FPGAから見たoutput

CLOCK:クロック送っとけばOK(最大65MHz)PDWN:power downのこと。ADC使わない時に省電力のために使う。 ADC使うなら、オフ(1’b0)にしておく。

user FPGAから見たinput

ADC_D:FIFOにつめるOTR:放置

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問題１：MAPMTからの信号のAD変換

5.Problemsensor

AMPADC SEABAS PC

・SEABASのADCチップは1ch分のみで、　SEABASのアナログ入力はこのADCチップの　ものしかない。

・MAPMTからの信号は64ch×4個ある。　ch数が多い。

・SEABASのuser FPGAにデータを送るまでには　MAPMTからの信号をAD変換する必要がある。

・SEABASのuser FPGAにはアナログ入力はない。

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問題１：MAPMTからの信号のAD変換案１：SEABAS上でADC変換する

SEABAS上に搭載されている12bitADCチップを使う遅延回路などでディレイかけて64ch×4個の信号を順次送る

案２：SEABASにinputする前段階でAD変換する既存の多chADコンバーターを購入するorADコンバーターを自作する(コンパクトなものがよい)

案２にする流れになっている(オプションに関しては未定)

左図のような製品を分解して、ADCからの出力を直接拝借するというオプションも

タートル工業 TUSB 1612ADSM-X3万円(USBでPCにつなぐ16chADC)

122010年12月20日月曜日

問題２：信号(64ch×4)をSEABASに送る・SEABASの外部データを受けるinputは120ch・MAPMTからのoutputは64ch×4(今のところ)

案：マルチプレクサを使う(AD変換の前か後かは未定)

sensorAMPADC SEABAS PC

132010年12月20日月曜日

6.To doabout sensor・64ch×64chのセンサーを作る・MAPMTの信号に対してどれくらいのAMP　が必要かを調べる(1光電子を捉えてgainを調べる)

about ADC・多chのAD変換をどうにかする

about firmware & software・1ch readoutを完成させる・multi ch readoutのプランを考える

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7.Summary・i’m developing a beam profile monitor・readout it with SEABAS DAQ board・sensor is constructed with scinti fibers　& multi anode PMTs

・too many channels makes ADC difficult

・At first,i’m developing 1ch readout.

・too many channels makes SEABAS input 　　　　difficult

152010年12月20日月曜日

Thank you for listening & watching

162010年12月20日月曜日

backup

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1,2を繋げるADC_INnではなく可変電圧からinput

2,3を繋げるVREF=0.5V

可変電圧ここを自分で変化させた

外部電圧ここを自分で変化させた

未使用(J2を2,3繋げると使える)

これらの信号を読む

たぶんADC_INp由来のinput

たぶんADC_INp由来のinput

182010年12月20日月曜日