pdf - Institut für Experimentelle Kernphysik

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4 INHALTSVERZEICHNIS 3.4.1 Ereignis-Anzeigeprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4.2 Online-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.5 Datenfluß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.6 Programme zur Offline-Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.6.1 Signal und seine Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.6.2 Bestimmung des Pedestals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.6.3 Bestimmung des Chip-Rauschens (Common Mode) . . . . . . . . . . . . . . 38 3.6.4 Bestimmung des Rauschens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.6.5 Korrektur der Kathodengruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.6.6 Clustersuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.6.7 Zusammenfassung aller verwendeten Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . 40 4 Testmessungen mit den MF2-Detektoren 43 4.1 Test der neuen MF2-Module im Teststand für kosmische Myonen . . . . . . . . . . 43 4.1.1 Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.1.2 Erster Qualitätstest der Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.1.3 Test der Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.1.3.1 Pedestal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.1.3.2 Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.1.4 Betriebstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.4.1 Einstellung der Betriebsparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.4.2 Signalverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.4.3 Clustergröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.4.4 Clusterhäufigkeiten pro Ereignis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1.4.5 Trefferbelegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1.4.6 Uniformität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1.4.7 Kathodenunterschwung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2 Tests von MF2-Prototypen mit Pionen und Protonen am PSI . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.1 Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.3 Vorbereitende Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.4 Stabilität der Detektoreigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.4.1 Signal- über Rauschverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.2.4.2 Clustergröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.2.5 Gefahrenquellen für die Detektorfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.2.5.1 elektrische Überschläge (Entladungen) . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.2.5.2 zu hohe Ströme durch den Detektor (Trips) . . . . . . . . . . . . . 56 4.2.5.3 Verlorene Streifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.3 Test des ersten MF2-Prototypen mit Myonen im X5-Experiment . . . . . . . . . . . 60 4.3.1 Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.3.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.3.3 Einstellung der Betriebsparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.3.4 Spurrekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.3.5 Effizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.3.6 Reinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.3.7 Ortsauflösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
INHALTSVERZEICHNIS 5 5 Diskussion und Ausblick 67 5.1 Resumée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2 Weiterer Ausbau des Teststandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2.1 Siliziumstreifen-Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2.2 Der APV-Auslesechip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.2.3 Serienfertigung der Detektoren für den CMS-Vorwärts-Tracker . . . . . . . . 68 5.3 Tests mit kosmischer Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.4 Strahlzeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 A Beschreibung der Onlineprogramme 71 A.1 VME-Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 A.2 Verwaltung der VXI-Bibliothek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 A.3 Pulser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 A.4 Konfigurationsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 A.5 Ausleseprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 A.5.1 Auswahl der Art des Runs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 A.5.2 Datenverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 A.5.3 Zählwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 A.5.4 Sequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 A.6 Anzeigeprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 A.6.1 Hinweise zur Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 A.6.2 Skalierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 A.7 Online-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A.7.1 LabView-Code-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A.7.2 Vorbereitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A.7.3 Verfügbare Histogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A.7.4 Hinweise zur Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 A.7.5 Zählwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 B Beschreibung des Offlineanalyseprogramms 81 B.1 Fähigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 B.2 Detektorkonfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 B.3 Verfügbare Histogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 B.4 Eingabeparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 B.5 Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 B.6 Programmodule und ihre Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 B.6.1 Hauptprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 B.6.2 Analyseroutinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 B.6.3 Hbook-Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 B.6.4 Dateischnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 C Quellcodes 87 C.1 Analyseroutine im Online-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 C.2 Kathodenkorrektur im Offline-Analyseprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 C.3 Clusterfinder im Offline-Analyseprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 D Abkürzungen 91
Seite 1 und 2: Auslese und Funktionsstudien von Mi
Seite 3: Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 11
Seite 7 und 8: Abbildungsverzeichnis 2.1 Energieve
Seite 9 und 10: Tabellenverzeichnis 1.1 Elementarte
Seite 11 und 12: Kapitel 1 Einführung 1.1 Das Stand
Seite 13 und 14: 1.4. AUFBAU DER ARBEIT 13 zur Daten
Seite 15 und 16: Kapitel 2 Grundlagen 2.1 Wechselwir
Seite 17 und 18: 2.2. AUFBAU UND FUNKTION EINES MF2-
Seite 19 und 20: 2.3. SIGNALAUSWERTUNG 19 thodenstre
Seite 21 und 22: 2.3. SIGNALAUSWERTUNG 21 2.3.4 Tref
Seite 23 und 24: 2.4. QUALITÄTSMERKMALE EINER MSGC+
Seite 25 und 26: Kapitel 3 Der Teststand für kosmis
Seite 27 und 28: 3.1. AUFBAU 27 23 19 21 18 20 22 1
Seite 29 und 30: 3.1. AUFBAU 29 ✻ initialize seque
Seite 31 und 32: 3.2. ELEKTRONIK 31 bis der Sequenze
Seite 33 und 34: 3.3. PROGRAMME ZUR DATENNAHME 33 Hy
Seite 35 und 36: 3.5. DATENFLUSS 35 3.4.1 Ereignis-A
Seite 37 und 38: 3.6. PROGRAMME ZUR OFFLINE-AUSWERTU
Seite 43 und 44: Kapitel 4 Testmessungen mit den MF2
Seite 45 und 46: 4.1. TEST DER NEUEN MF2-MODULE IM T
Seite 53 und 54: 4.2. TESTS VON MF2-PROTOTYPEN MIT P
Seite 55 und 56:
S/R 4.2. TESTS VON MF2-PROTOTYPEN M
Seite 57 und 58:
4.2. TESTS VON MF2-PROTOTYPEN MIT P
Seite 59 und 60:
4.2. TESTS VON MF2-PROTOTYPEN MIT P
Seite 61 und 62:
S/R 4.3. TEST DES ERSTEN MF2-PROTOT
Seite 63 und 64:
Effizienz [%] 100 99 98 97 96 95 94
Seite 65 und 66:
4.3. TEST DES ERSTEN MF2-PROTOTYPEN
Seite 67 und 68:
Kapitel 5 Diskussion und Ausblick 5
Seite 69 und 70:
5.3. TESTS MIT KOSMISCHER STRAHLUNG
Seite 71 und 72:
Anhang A Beschreibung der Onlinepro
Seite 73 und 74:
A.5. AUSLESEPROGRAMM 73 A.5 Auslese
Seite 75 und 76:
A.7. ONLINE-MONITOR 75 A.7 Online-M
Seite 77 und 78:
A.7. ONLINE-MONITOR 77 Abbildung A.
Seite 79 und 80:
A.7. ONLINE-MONITOR 79 Abbildung A.
Seite 81 und 82:
Anhang B Beschreibung des Offlinean
Seite 83 und 84:
B.5. BEDIENUNG 83 Name des Hbook- E
Seite 85 und 86:
B.6. PROGRAMMODULE UND IHRE FUNKTIO
Seite 87 und 88:
Anhang C Quellcodes Dieser Anhang e
Seite 89 und 90:
C.3. CLUSTERFINDER IM OFFLINE-ANALY
Seite 91:
Anhang D Abkürzungen ADC Analog to
Seite 94 und 95:
94 LITERATURVERZEICHNIS [18] Y. Ben
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