大亞灣中微子實驗RPC電子學(xué)原型機(jī)讀出插件的研制.pdf

1、本文主要介紹的是由RPC探測器，F(xiàn)EC，原型機(jī)讀出插件和上位機(jī)組成的RPC探測器電子學(xué)小系統(tǒng)模型的規(guī)劃、實現(xiàn)以及現(xiàn)場測試結(jié)果的分析和總結(jié)，包括該原型機(jī)的設(shè)計構(gòu)想，硬件結(jié)構(gòu)以及FPGA內(nèi)部邏輯的實現(xiàn)。 RPC探測器的每個模塊由4層每層排布8個感應(yīng)條的RPC構(gòu)成。每個RPC模塊產(chǎn)生的模擬信號通過32個感應(yīng)條由前端電子學(xué)板(Front-End-Card，F(xiàn)EC)讀出。FEC將32道信號進(jìn)行甄別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并在數(shù)據(jù)中加上時間標(biāo)記，然

2、后按照本地觸發(fā)邏輯給出相應(yīng)的觸發(fā)信號。觸發(fā)信號經(jīng)過觸發(fā)插件(RPC Trigger Module，RTM)處理后被送回FEC以決定是否保留并傳輸該事例的數(shù)據(jù)。被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過讀出插件(ReadOut Module，ROM)通過VME總線傳輸給數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAQ)以作進(jìn)一步的處理。在這個過程中，觸發(fā)信號和數(shù)據(jù)的長距離傳輸由讀出傳輸插件(ReadOut Transceiver，ROT)完成。 原型機(jī)讀出插件(ROM-USB)是RP

3、C探測器及FEC工程復(fù)制和安裝過程中的測試和調(diào)試工具。ROM-USB從結(jié)構(gòu)上與ROM相似，區(qū)別在于ROM-USB與上位機(jī)的接口是USB總線而不是ROM的VME總線，而且ROM-USB不通過ROT直接對FEC進(jìn)行測試。ROM-USB側(cè)重的是用簡單方便的方法對FEC的各項性能進(jìn)行測試。在小系統(tǒng)模型中，ROM-USB代替ROT，ROM和RTM，負(fù)責(zé)整個數(shù)據(jù)傳輸，觸發(fā)判選和數(shù)據(jù)采集工作。同時，ROM-USB可以根據(jù)上位機(jī)端的軟件設(shè)置，實現(xiàn)FEC

4、單一功能到整體功能的全面檢測。鑒于ROM-USB原型機(jī)的設(shè)計要求和需要現(xiàn)場工作的特點，其設(shè)計的要點是穩(wěn)定性、抗干擾性能和各種測試功能的實現(xiàn)。 2008年12月在高能物理研究所進(jìn)行了RPC探測器電子學(xué)小系統(tǒng)模型的現(xiàn)場工作測試。測試期間ROM-USB成功地完成了FEC功能測試和穩(wěn)定性測試，接受了探測器現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境的考驗。ROM-USB收集并記錄的實驗數(shù)據(jù)為RPC探測器的工作效率和FEC質(zhì)量測試的結(jié)果提供了分析依據(jù)。這些實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過后