pdf - Institut für Experimentelle Kernphysik

44 KAPITEL 4. TESTMESSUNGEN MIT DEN MF2-DETEKTOREN
4.1.1 Ziele
Die MF2-Detektoren wurden durch Messungen im Teststand auf ihre Funktion hin überprüft. Untersucht
wurden Pedestalwerte, Rauschen, Signal- über Rauschverteilungen, Clustergrößen und Trefferbelegungen.
Darüberhinaus wurden Studien zur Uniformität der Detektoren durchgeführt.
4.1.2 Erster Qualitätstest der Detektoren
Mit Testpulsen können sofort nach der Herstellung grobe Defekte im Detektor entdeckt werden.
Dazu wird das Signal des Pulsers auf den zu testenden Teil des Detektors gegeben. Anhand der
(In)Homogenität der ausgelesenen Signale kann man diejenigen Stellen ausmachen, die Defekte besitzen.
So wurden Testpulse an die Driftkathode, die beiden GEM-Seiten und an jede einzelne, sowie
an alle Kathodengruppen gleichzeitig, gegeben. Das Signal entsteht in allen Fällen durch kapazitive
Kopplung der Anodenstreifen mit dem jeweiligen Bauteil, welches die Testpulse erhält.
4.1.3 Test der Elektronik
4.1.3.1 Pedestal
Mit Hilfe der Pedestalsignale und des Streifenrauschens soll herausgefunden werden, ob die PreMux-
Chips gut arbeiten und ob die Abschirmung der Elektronik ausreichend ist.
Das Pedestal der beiden näher untersuchten Detektoren MF2-11 und MF2-19 sieht sehr gut aus
(Abb.4.1): Es ist einigermaßen flach und auf einem Niveau, welches Platz für sowohl das Treffersignal
als auch den Kathodenunterschwung läßt.
4.1.3.2 Rauschen
In vielen Berechnungen und Argumentationen geht man stillschweigend davon aus, daß das Rauschen
eines Streifens gaußverteilt ist. Dies wurde nun für die beiden näher untersuchten Detektoren nachgeprüft.
(Abb. 4.2)
Man kann anhand der logarithmischen Auftragung sehr gut erkennen, daß das Rauschen vom MF2-11
komplett, das vom MF2-19 immerhin bis zur 3. bis 4. Größenordnung gaußförmig ist. Diese Störungen
sind also sehr gering, was man auch am χ 2 der Fits erkennen kann.
Bei diesen Verteilungen handelt es sich um das Rauschen von 16 Streifen (derselben Kathodengruppe)
aus 20000 Ereignissen. Dies wurde so gemacht, um eine bessere Statistik zu bekommen, und es
ist legitim, weil man in diesem Fall davon ausgehen kann, daß die Rauschbreite eines jeden einzelnen
Streifens über diesen kleinen Bereich konstant ist.
Es ist nicht ausgeschlossen, daß ein Streifen die für die Akzeptanz als Cluster nötige Schwelle
von 7σ nur aufgrund des Rauschens, also zufällig, überschreitet. Die Belastung des Detektors durch
solche Rauschcluster kann man aus der Rauschverteilung N(x) durch Integration des Histogramms
berechnen. Falls N(x) normiert ist, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Rauschtreffer:
∞
PRausch =
7σ
N(x)dx (4.1)
Man muß diese Integration für jeden Streifen k im Detektor mit seinem entsprechenden σk durchführen
und anschließend die Ergebnisse summieren. Die Wahrscheinlichkeit, in einem Detektor mit N Strei-