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ユビキタス検出器(仮称). 理化学研究所 重イオン核物理研究室 馬場 秀忠. 理研 RIPS での実験. すべてのケーブル&モジュールを1週間で組み立て、2日で片付けなければならない. 実験期間 準備1週間 実験1週間 片付け2~3日 2000 年ごろ ADC 300ch ぐらい 2005 年では ADC 1000ch ぐらい BNC/Lemo ケーブル1万本以上?!. 様々な検出器&回路たち. 実験毎に使う検出器はまちまち 目的に最適なセットアップをアレンジ 当然、回路系も毎回ゼロから構築 使う回路も実験毎にいろいろ. 次期加速器 RIBF では.
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ユビキタス検出器(仮称) 理化学研究所 重イオン核物理研究室 馬場 秀忠
理研RIPSでの実験 すべてのケーブル&モジュールを1週間で組み立て、2日で片付けなければならない • 実験期間 • 準備1週間 • 実験1週間 • 片付け2~3日 • 2000年ごろ • ADC 300chぐらい • 2005年では • ADC 1000chぐらい • BNC/Lemoケーブル1万本以上?!
様々な検出器&回路たち • 実験毎に使う検出器はまちまち • 目的に最適なセットアップをアレンジ • 当然、回路系も毎回ゼロから構築 • 使う回路も実験毎にいろいろ
次期加速器RIBFでは • 大強度不安定核ビーム • 様々な速度のビーム • 様々な実験スタイル • 様々な実験装置(マグネットや蓄積リング) • 様々な大規模検出器たち • 長いビームライン • フレキシブルで高性能で扱いやすいDAQが欲しい
コンセプト • 構想段階で具体的なものは何も出来ていません! • 検出器1つ1つが自律する • インテリジェンスを持つ • 自己キャリブレーション&出力が物理量 • 高性能である • ほぼDead Time Free • ネットワーク分散 • フレキシブルである • USBみたいにPlug & Play • 自己のログをもつ • 電圧の値などを記憶
ユビキタス検出器(仮称)の中身 ネットワークへ • 検出器ごとの物理量変換のアルゴリズムはStudy • 要求されるFADCのスペックは? • 自己でキャリブレーションする仕組みを組み込む • HVモジュールも組み込めるとよい Timing Energy Position etc… 検出器からの信号 較正、ログ、最適電圧‥
検出器が自律しているので、ネットワークにつないだ段階で即使用可能(Plug&Play)検出器が自律しているので、ネットワークにつないだ段階で即使用可能(Plug&Play) 出力が物理量なので、解析手間が省ける 物理量にゲートをかけてトリガーを作ることも可能 処理の遅い回路を使用しない→Dead Time Free ユビキタス検出器(仮称)の利点 単体で 回路の数を激減 まとめて 統括装置
Digital MemoryでDead Time Free • 新しい計測の試み • 波形 or 物理量をRAMに保存 • 信号を即座に物理量に変換する • TimingとAnalogに信号を分けなくていい RAM FPGA FADC Physical Value RAM FPGA Trigger Trigger
ほぼDead Time Freeはいけるのか • 検出器が耐えうるRateとの関係は? • PileupはDAQで判別すべき • 速度の違う粒子が混ざり合うと、サイクロトロンの周期以上にランダム化 • FADCのDead Timeって? • 基本的にはDead Time Free? • RAMは300~400 MHzが主流 • PCの場合
Analog情報を得るために • Digitalで積分するなり、Shapingするなりすれば容易にAnalog情報は得られる
Timing情報を得るために • 必ずしも早いClockが必要なワケではない • FADCでも十分な分解能がでる可能性 • DigitalでL.E.やCFD Timingを作る • 全体にT0を配信 • 単なる矩形波じゃなくて、例えば三角波にする T0 RF or Start T0 FADC Digital CFD T Detector
完成予定 • 2007~2010年ぐらいにはできていたい • チャンネルあたりの価格は? • 数十万で出来ないかと期待 • 理研RIBFだけでなく、他の施設へも