Zusammenfassung - Amplitude Walk in schnellem Timing: Die Rolle von doppelten Schwellenwerten

Amplitude Walk in schnellem Timing: Die Rolle von doppelten Schwellenwerten

2025-07-08 19:25:02

{"Sebastian White","Alessio Boletti"}

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Dieser Bericht diskutiert die Herausforderung, große Zeitarrays für den Betrieb des Hochleistungsforschungszentrifugals (HL-LHC) kalibrierbar zu machen, was eine Zeitgenauigkeit bis zu 50 Pikosekunden erfordert. Die Autoren betonen, dass das hohe Stapelungsniveau beim HL-LHC eine neue Kalibrierungsmethode für diese großen Arrays erfordert, da ein einziger t0-Referenzpunkt in den normalen Datenentnahmen schwer zu erreichen ist. Der Bericht stellt eine neue Kalibrierungsmethode vor, die den Nutzung von Doppelschwellen nutzt, um die Pulsebene an der Schwelle zu messen. Durch die Einbeziehung einer zweiten Schwelle leicht über der ersten kann das System die Pulsebene bestimmen, was direkt für die Amplitudenverteilung relevant ist. Dieser Ansatz vereinfacht die Analyse der Amplitudenverteilung erheblich und ermöglicht eine Kalibrierung der Amplitudenverteilung am ersten Tag mit einer analytischen Lösung. Die Autoren demonstrieren die Effektivität dieser Methode anhand von Daten aus einer Teststation mit dem TOFHIR2C ASIC, der für den CMS-Kolbenzeitlayer entwickelt wurde. Sie zeigen, dass das Verhältnis zwischen dem Inversen der Bogenebene und der Zeit an der Schwelle gut durch eine lineare Gleichung beschrieben wird, was die Bestimmung eines einzigen Amplitudenverteilungskoeffizienten (AWC) für jeden Kanal ermöglicht. Um die AWC-Werte zu verfeinern, analysieren die Autoren die Korrelation zwischen der Bogenebene und der Amplitude bei verschiedenen Schwelleneinstellungen. Sie finden heraus, dass Kanäle mit einer schnelleren Entwicklung der Bogenebene kleinere AWC-Werte haben. Durch die Einbeziehung dieser Korrelation in den Kalibrierungsprozess erreichen sie eine annehmbare Kalibrierung am ersten Tag mit einer Ungenauigkeit von ~13%. Der Bericht schließt damit, dass die Nutzung von Doppelschwellen zur Messung der Pulsebene an der Schwelle eine frühzeitige Kalibrierung für die Verlagerung bietet, selbst in Systemen, die erheblich vom linearen Verhalten abweichen. Dieser Ansatz ermöglicht die Kalibrierung großer Zeitsysteme mit einem sehr restriktiven Datensatz, was für den erfolgreichen Betrieb des HL-LHC von entscheidender Bedeutung ist.