Report on ALICE work 2007/11/10 – 11/28

1. Report on ALICE work2007/11/10 – 11/28 2007/12/11, Local Lab. Meeting Kenta Mizoguchi,

2. Outline • 滞在の目的 • 先週のおさらい • 広島で起きていた問題点の解決 • テストベンチの動作確認 • CERN滞在でのまとめ Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

3. 滞在の目的 • PHOS readout test-benchの問題点の修復 • ２つの問題点 • raw data内のADCのサンプル数と、（trailerに書かれてある）サンプル数情報が一致していない。 • ４回に１回の割合でADCの値が非常に大きな値を持っている。 • テストベンチの動作確認を行ない、すぐにデータが取れる状態にする。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

4. Test Benchの概要 APD: Avalanche Photo Diode CSP: Charge Sensitive Preamplifier IPCB: Inter Printed Circuit Board FEE: Front end electronics Altro: Alice TPC Readout RCU: Readout Control Unit DCS: Detector Control System SIU: Source InterfaceUnit DDL: Detector Data Link D-RORC: DAQ ReadOut Receiver Card Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

5. 先週のおさらい 方法 • CERNには正常に動作しているテストベンチがあり、そのテストベンチの各パーツと僕らのテストベンチの各パーツを一つずつ交換していき、問題のある箇所を特定し、修復する。 結果 • 40bitのGTL data bus cableの１ピンにはんだ付け不良があり、そのピンでのデータ転送が不安定であったことがわかった。 広島で起きていた２つの問題点は解決。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

6. テストベンチの動作確認 • テストパルス(10μs, 80mV)をDivider(IPCB)を通して全ｃｈに入れ、raw formatで読む。 • FEEのsignal lineの動作確認。 • テストパルス(10μs, 80mV)をDivider(IPCB)を通して全ｃｈに入れ、root formatで読む。 • FEEのsignal lineの動作確認。 • 正しくRoot fileでdata takingができるかの確認。 • APD・CSPからのシグナルを1ch分に入れ、root formatで読む（途中）。 • APD・CSPへのHV・LVを正しく印加し、APD・CSPからのシグナルを読めるのか確認。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

7. テストベンチの動作確認 FEE RCU ここにDividerを通してPulsegenaratorのシグナルを入力。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

8. Raw format でのdata • Dividerにテストパルス（height 80mV, width 10μsの方形波）を入れて、Raw formatで取れた１ch(CSP15)のADC値を確認する。 High gain Low gain Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

9. Root formatでのdata • Raw formatのときと同様にテストパルスを入れ、root formatでのデータを確認する。 High gain Low gain 32ch分のシグナル をすべて重ねて 表示している。 各chでの図は次。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

10. Root formatでのdata 32ch分の各ADCサンプリングの結果 すべてのchで正しくdata takingができている。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

11. テストベンチの動作確認 • APD・CSPからのシグナルをroot formatに書きだす。 • APDへのHVと、CSPへのLVのチェック • 足りない部品の手配と導通チェックなど。 • IPCB, flat cable, T-card, CSP, APD, LED, P.G. • APD・CSPを接続し、data takingを行なう。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

12. HVのチェック -すべてのchにHVが印加されていることを確認した。 -すべてのchでHVに線形性があることを確認した。 全てのAPDに正常にHVを印加できる。 ALICE local meeting

13. 動作確認-setup • T-cardからIPCBまでの導通チェック。 • T-cardとjumper cableの接続部分で正しいHV・LVがかかっているか確認した。 • LEDを光らせ、APD・CSPからのシグナルを測定。 IPCB Flat cable T-card Jumper cable CSP・APD LED Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

14. テストベンチの動作確認 • FEEの全32ch分のHigh gainのADC samplingの結果。 • APD・CSPのシグナルを入れたところにだけそのシグナルが確認でき、その他はペデスタルが確認できる。 このchにAPD・CSPからの シグナルを入れた。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

15. テストベンチの動作確認 • FEEの全32ch分のHigh gainのADC samplingの結果。 • すべてのヒストグラムを重ねてひとつのヒストグラムにしてある。 • １chだけに入力シグナルが確認できる。 • このとき、Low gainとHigh gainのシグナルの高さの比が1:16になることも確認した。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

16. まとめ • 広島で起きていたデータフォーマットに関する２つも問題の原因を特定し解決した。 • テストベンチの動作確認を行なった。 • FEEの動作確認をした。 広島ですぐにdata takingができる状態をつくった。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

17. BACK UP Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

18. Data Structure (PHOS only) RUN Header Event Header Event 1 ALTRO ch0 10bit ADC sample 1 10bit ADC sample 2 Event 2 ALTRO ch2 … ALTRO ch3 Event 3 10bit ADC sample N ALTRO ch4 20bit Other Trailer Trailer N’ … … run100.raw Event 1 ALTRO ch0 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

19. Test-Bench at Hiroshima 10bit ADC sample 1 10bit ADC sample 2 … 10bit ADC sample N 20bit Other Trailer Trailer N’ ALTRO ch0 正しいフォーマット： N = N’ 広島での問題点： N != N’ Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

20. GTL busの不安定さ Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

21. 問題が起こった箇所の発見 • よって、GTL busを詳しく調べた。 - テスターで導通をチェック。 　　→１箇所の断線箇所を発見！！ GTLbus Data busに 断線箇所を発見 Local lab meeting

22. HVのlinearity FEEのマニュアルによると、 HV = 209.9 + 0.2022*x 右図のようにfit(a+b*x)を全ｃｈに行ない、fitからのズレを約0.2Vとすると、これによるGainへの寄与は約0.56% 　　　これは分解能に対して十分小さい。 また、全ｃｈでの各fitからのズレは同程度であった。 Gain = A*exp(0.0279*HV) 2006年8月の2GeV/c, Electron beam testより。結晶の温度は-19℃。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

23. HVのlinearity ３２ｃｈ分の各パラメータのばらつき具合をヒストグラムにしたものが右図。 右の平均値を使うと、 HV = 210.5 + 0.2028*x Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

24. HVのlinearity • 全ページの２つのパラメータの平均を使った直線からの各ｃｈでの各点でのずれをヒストグラムにしたものが右下図。 • このRMS=0.57[V]のばらつき具合によるGainの変化は1.67%. • これは分解能に対して 　　十分小さいと言える。 Gain = A*exp(0.0279*HV) 2006年8月の2GeV/c, Electron beam testより。 結晶の温度は-19℃。 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

25. APD・CSPを使ったテスト用 Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

26. Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi

27. eventDump RUN52 2304) 709c280a 9c270a02 2709c270 09c2609c | .(.p ..'. p..' .`.. | 2320) c2709826 60982609 982709c2 270a0270 | &.p. .&.` ..'. p..' | 2336) 0a02709c 42809c27 80a0280a a0270a02 | .p.. '..B .(.. ..'. | 2352) 270a0270 0a02709c 02709c27 709c270a | p..' .p.. '.p. .'.p | 2368) 9c2709c2 751c8270 aaaaaaa8 a875a20e | ..'. p..u .... ..u. | 2384) d0b42daa b42d0b42 2e0b42e0 0b42e0b4 | .-.. B.-. .B.. ..B. | 2400) 42d0b82e d0b82d0b b42d0b42 2d0b42d0 | ...B .-.. B.-. .B.- | 2416) 0b42d0b4 82d0b42d d0b42d0b b42d0b82 | ..B. -... .-.. ..-. | 2432) 2d0b82d0 0b82d0b8 c2d0b82d e0b42d0b | ...- .... -... .-.. | 2448) b82e0bc2 2d0bc2e0 0bc2d0b4 c2d0b82e | .... ...- .... .... | 2464) d0b42e0b b42d0b82 2d0b82d0 0b82d0b4 | .... ..-. ...- .... | 2480) 82d0b42d d0b42d0b b42d0b82 2d0b82d0 | -... .-.. ..-. ...- | 2496) 0b82e0b8 c2d0b82d d0b42e0b b82d0b82 | .... -... .... ..-. | 2512) 2d0b82d0 0b82d0b4 82d0b42d d0b42d0b | ...- .... -... .-.. | 2528) a8751c82 0faaaaaa aaa875a2 000001f0 | ..u. .... .u.. .... | .................................................................. Trailer Other trailer ADC data ③ ② ① Local Lab. Meeting / Kenta Mizoguchi