Transcript スライド 1
Ge noise and cabling
Hyperball-Jに向けて
これまでの読み出し信号に加えて、冷凍機関係の配線や電源が加わる
既存 : ADC, TDC, Reset, PreAmp, HV
新規 : 冷凍機電源, 温度端子 ⇒ノイズ源
Areaにラックを設置
Shaping amp (973U, TFA), CFD
FERA : ADC, TDC
CAEN HV, PreAmp電源
冷凍機電源、温度端子
PWO discri
⇒個別の位置とケーブル長を検討
グラウンドの接続 : フレームとは浮かせる
(フレームが外部と接触して、グラウンドループになる可能性がある)
○Ge⇔冷凍機のグラウンド
×Ge⇔フレーム
×Ge⇔PWOフレーム
×PWO PMT⇔PWOフレーム or PWOケース⇔フレーム
Present status of Ge detector
新Ge検出器のエネルギー、時間分解能(LN2)
2.0~2.5 keV (FWHM) @ 671 amp (6 ms)
< 10 ns (FWHM) @ TFA (50 ns, 50 ns) and CFD (26 ns delay)
冷凍機接続後の分解能
671 : かなり本格的なノイズ落としをしないとダメ
⇒ ex. 2.3 keV→ 2.6 keV (ケーブルの接続のみ: 5~7 keV)
973U : LN2と同じ
⇒ ex. 3.0 keV→ 3.0 keV (温度センサー取り付け時も同じ)
TFA : LN2と同じ
⇒ex. ~6 ns @ 511 keV
Shaping timeが長いとノイズの影響を受けやすい
⇒振動による成分の寄与
Noise reduction procedure
ノイズ源 : Ge本体
⇒冷凍機電源とmicrophonicノイズ
除去の方法
Cabling + Ground ribbon
⇒ノイズの拾いこみの防止
(同相成分除去、共通インピーダンス、静電シールド)
Filtering by shaping amp
⇒残るノイズ成分(冷凍機起因)を除去
(差動成分除去)
Noise frequency
冷凍機電源
20 kHz : spike、圧縮機稼動時
120 kHz : spike、冷凍機電源スイッチON時
Microphonic
50 Hz : AC周波数
1.2 kHz : 検出器の共振 (50 Hzと同期)
Amp特性
671 : tc = 6 ms, CR-(RC)n (n~4 ?)
973U : tc ~0.5 ms, CR-gated integrate
TFA : td ~50 ns, ti ~50 ns, CR-(RC)2
50Hz noise
冷凍機ON
冷凍機OFF
20kHz, 120kHz noise
冷凍機ON
冷凍機ONの時にのみ発生
冷凍機OFF
冷凍機OFF(圧縮機OFF)にも存在
⇒冷凍機の電源が入ると発生
~120 kHz
数kHz noise
冷凍機ON
冷凍機OFF
671 out baseline noise
1.2kHz, 40mV
スライダック
20kHz, 10mV
6 msだと分解能が出ない
3 ms以下だとbaseはきれいになる
⇒shaping timeが長いと冷凍機起因
ノイズをfiltering出来ない
(分解能が出た時よりもノイズ落と
しを頑張っていない)
50Hz, 50mV
スライダック
973U out baseline noise
5MHz,
No GI
16kHz,
No GI
冷凍機ON, OFF両方で存在
冷凍機ONのみ
50Hz,
No GI
基本的に冷凍機ノイズの影響なし
分解能3.0 keV
(GI後もノイズ成分は残る)
TFA out baseline noise
5MHz,
16kHzGI
GI&No
90MHz
冷凍機ON, OFF両方で存在
冷凍機ONのみ
50Hz
冷凍機ノイズの影響は?
測定結果 : DT ~6 ns (FWHM)
問題なし!
Cabling
検出器 + ground ribbon
基本的にgroundに沿わせ
るだけでOK
下図の用にシールド
+ground ribbonで持ってく
るだけでOKか (フレームと
の絶縁も兼ねる)
温度端子コネクタ
+ ground ribbon
信号、HV、Resetコネクタ
+ ground ribbon
NIM-BIN + ground ribbon
Cabling
基本的にgroundに沿わせ
るだけでOK
下図の用にシールド
+ground ribbonで持ってく
るだけでOKか (フレームと
の絶縁も兼ねる)
ジッパーチューブ \1,300 /m
コスト
2×1300円×32(台)×15 m
= \1,248,000
=
平編銅線(平編スズメッキ銅線) \1,300 /m
Summary
冷凍機からのノイズ対応はおおよそ理解
Cabling + Ampのfilterで973U+TFAは支障なし
検出器からのケーブルの引き回し
シールド + ground ribbonのみでOKか
厳重にコネクタ部分と接触させるか?
⇒テストしてみる
(CAEN HVも含めて実際に近い形で)
複数台テスト?(2~3台)
To do
Rackの位置の決定
Ge signal cable長の決定
冷凍機電源ケーブルの延長
温度端子の延長 + ケーブルの製作
PreAmp電源 + ケーブルの製作
電源用NIM-BIN数 : 2~3台
⇒HB2 : 2台 (Single×6 + Clover×3 /BIN)
専用のdistributorを作る
防水 : 水漏れ、結露対策