maroc: multi-anode readout chip

5
! "#$ $$ %&’%’ ( ) ! " * +,- . "* +,- !- // /-/012 // 12 !! /3 ! 4 -05 4 !//+6610" !( "5 -/ 5- !/ 5/7/ 0 0890 - 0 " ! 12 / -/ // "( // :&; 4 - <= 0 < 3 / :+; )!& 4 ( )!& ( - 4 + )5 ! 4" -/ "/ 5 - 4 :,;5 (5 ! " "4 -/ - 5> > -/5" 4 " - - 5 - 0 / 5 // 0 /- /?@ ( 6 A// + !-" ! &69 B < / "(12 -" ! "(// "CA21 -///:2; 5 ’66%A6 B5 !-,&6 A +&6 1 4/ -/( " "( ( !-- ! 4! - /-(!5-- - - )!+ 5 /- / - 0 !75 +66 5 " +26/ -/ 5 (/- // -:A; )!+ /- / - // ! > //! ! 3 / /! 4 -)"(" ! -/ 4 -:1;12 - " D 6 ,A μ/ !( 4 5 E)+26>! 0 -&1 // + ?2 //F2 //@ 5,AB5 ( 0 5/ ,A6/G ">!/-0! 4 )!, ) -12 ! - /- > 4 "!/-55 5/? // " @ / /> 05/!-! - 2 (-1H 51 "

Upload: vukhanh

Post on 05-Jan-2017

224 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: MAROC: Multi-Anode ReadOut Chip

������������ ����������������

��������� ������� ����������������������������������������������� ����!�� ��������

���"�����������#���$$�������� $������%&'%'�����(��)�� ���

�������� �� !���������"�����* ��� +�,�-��.�"� * ��� +�,�-��

���������

������ ��� ��� ������� ����� ����! ��� -��� ��� ������

�/� �/����/�����-� ��/� ������ 0� ��� ����� ��������� 12�

��� ���/���� ��������/��������� ����������12���!!���

������� ����/����3�������!���������������� ��4����� �

�-� ������0��5��������4������� !���//���+661�� 0�����"�� �

�����!�(� ����� �� ���� �� ���� ����� ������ ����� �� ���

�������"�� ���� �����5�����������-��/� ����5����-�� ��

� ��!���/� �5������/�� ���7����/� ���

0� 0 ���89��0� ������� �� ��� -��� ����� ���� ������� ������ 0� ����

"�� �����! ��� ��������� 12���� �������/�������� -��/�

��/�/���������"(������������/� �/����:&;������������

��� � � �4���� � �-� ��<��=���� ��0�� � ����� � � ���

��<����3����/� �:+;��

)�!����&� ���������� ��4����� ��(����

)�!����&�������� ������(����-����������� ��4����� ��

����� �����+�� )�5� ��� !��� ��4�� "�� � ���-��/��� � ��

���"�/�����������5���������������-����4����� �:,;�5�����

�����(����5����� ����!�"��"���4������

���� ���-��/� ���� �-� ������ 5���� ����>��� �� >�� ��

������������� � ���� ���-��/��� 5��� �� ��������� ��� "�����

��4������������������������"�� ������������ ���� �����

�������-������������������� ��-������������ �����5������

������� ���������������� ��� ��-������0���

� ������� �������/�� ��������� ����5������������������������

�/� �/�����0����/�����-���/� �����?��@�����(��� ����� �

6�A//+���� ��� !�-�"�������� !���� �&6��� ���� ����9�� ��

B�������� ���<������ �������/������"(�12�-�"����������!��

��������� ��� �� � ������� "(� /���� ���� ����/�������

�"����CA21�-��/���/�/����:2;�����5���� ���'66���%A6�

B�5������������� �������!�� ��-�,�&6A���+�&6

1�������������

��4��� ��/���� � � �� �-��/�(������ � ��"�����������"(�

���(� !�����--��� ���!��4��!�� ���������� ��������-����

� ���������/��-(�����������! ��5�����--��� �-������-���

�������� ���)�!����+����5��������/�����-�����/� ����� ��

��� -�� � � �� ����� ���� 0 � ��� ��!�� ����� �7������� 5���

���� ��+66��������5��"��� �������+26/�-��/����������

� ������ � ��� �� ���� 5���� ������� �(��/� �-� ������

�/� �/������������ ���� ���-��� ���:A;��

�)�!����+� ����/�����-�����/� �����-�����������/� �/�����

����� �������� �� ��� !� ����� ��� ����� � ����� �>��

/������ �/�!� !� � �� ���� �� �3����/� ��� /�!�� ���� ����

��������� 4����� �� �-� ������� )����"��(� ���� ���� "�� !�

���-��/����

� ���������������

�� ��������������

�������� ��4����� ��-������������:1;� ��� �� 12���� ��

� ��� -�� � � �� ������� "����� � � ���� ���D�� 6�,A� µ/���� ��!(�� ����4������5������E)�+26����>�!���0������ �

������-�&1�//+�?2�//�F�2�//@�� ����������5���,�AB���5���

����(��0����5����� ��/��� �������� ��,A6�/G ��

����"��>����!��/��-� �����0�����!�4� �� �)�!����,��)���

����� �-� ��� 12� ��� ���� ��� ��� ��! �� ��� -���� �/��-����

�� >�� �� �� 4����"�� !�� � ����/��-���� 5����� ���� �5� �����

� �� �5� � ��� �/���� ��� ?������ ��//� � "���� � ���@� ��

/� �/����������>�� 0� ��5����/�� ��� !� -��� ������!�� �

��������� ��������-�����2���� ��������(��-�1H�5���1�"����

���

���������������� �

��������������

� �����

���� � �� � ��

Page 2: MAROC: Multi-Anode ReadOut Chip

�����/��-��������� ��� �-���������5����������/"� ���

5���5����/���� ������"�--������������������!��� �+�)�

� �����4����?A����@�� �� ��!�� ����!���/����3�������!��

����������A����������� ���.������"�� �������5����������

�� ��� -���� 4����� � �-� ��� ��0�� � � ������ �� ��5� ���

/������/� ��-� "��� ���"���� �� � �� ��� /�3�/�/��-� ���

��! ����������!�������!�������������4�����"(���&+�"���8��

G �>� �� ��

0 � ������� 12� ��!!��� ������ ���� ��������� 4��� -���

��� ��� /���� �-� �� -��� ?&A� �@� ������� -��5��� "(� �����

������/� ������ � ������ ���� 5��>� ��� �-� -��� �������� "������

� �� � ������ ��� �����������4�(� ���"��>���� � ����� �����

��������

����������/� ���� ��������� �������"(�� � � �� ��&6�"��

8���� /�����-� �� 2� "�� ���/�/����8��� -���������� � � !�

� �� �� 1� "�� /������ -��� -� �� � � !�� ���(� ��4�� �������4�(�

������-��+66�� ��,�/B�����"���

������!!����������������� ������������������ ����-���

�� !��������/� ����?8��&@������� �� ����������� ���-��/�

��������8�����

� � ������ �� -������ ����"�� � �/��/� ���� ��� ��/��-�

�������4� �����/��-�����������

)�!����,� ���>����!��/��-����������� ��4����� ��

�� �������������

���� /�� � ��7����/� �� �� ��� � !� ������ ���� ���

-��5� !��

− ��6�2�4����"��!�� �����/��-����� ����������������-��������� � �� �-��/�(��

− ���� ��!!��� �--���� �(� /��� ������ &66H� -��� �� ��! ����!��� �� � &I,� �-� ��������� � ?��@�� 5�����

�������� �����������!���-�A6�-��-��������-� ��� � !�

��!�� �&61�?%66�B@��

− ������!��/������/� ������,6���������� ��5������ ����(��-�+H����"����

− ���������>��-�&H�

− �� ������-�+�-������ ������ �-� ��� ������������� � ���� �������� ��� ��

����>�����������-����� ����������� ���� ���� �3������ ��

00� �������<�0���0� ��<����

� �� ��� �!���������"���������"�������4������������� ������������-��/����

������������� � ���� ��� ���5���� �)�!���� 2�� ����� ���4��5�

�3��"��� ��� ��� ����� ��/� ��� ��� ������ ����� � � ���

���>�!�������� ���)�D��?����@�����9�������� �����12�

��� ���������>����

�)�!����2� ��������-�������"����������-���������������� ������

0 � ������ � �� ��� ��� "����� � �� ��� �� ��� ���� �����

�7���/� ��5�����������������!� �����������4�������� ���

��! �� ����!�� �� &6� �)� ���������� �� 4�/���� � �� � �

������������ ���������4���������������!�������!!����������

���� "����� � �� ��� ����� ��/� �� �-� ��� ������ 5����

�� ���������!����"B0<G ���-5����:C;�4���9���� ��D�0��

�������4�(������/���� ����-� ����5��� �4���"�� ������>�

���������-��/� ����:';����������� �(����5������-��/���

/�� (�5���0!������G �� ���������-5����:%;��

� #��� ��������

�� #�$�������

)�!���� A�������� �� ��� �����"��� ��-� ��� ��5� � �� -���

���������������-������12���� ����-�����������0�������

��������� �5���-�� �������� �&�J �-��������������������

)�!����A� 8����"��� ���-�-���� ����5�����������������?)�9��-����������� �������)����-����������"�������������5�������@��

�����(��5�4������ ��-������� �&�J �?&�/B@�5���-�� ��

� �����(�����(�"�����-����������������4� !���� ������"��(�

�4����/���-�������������

Page 3: MAROC: Multi-Anode ReadOut Chip

�� %�����������!�

���� � ����(� 5��� ����>��� "(� ��� � !� ��� ���/�/����

� �� /������ 8���� � �� /������ !� ��� ��! �� -��� �����

��/"� ��� �� )�!���� 1� !�4��� ��� �4���� � �-� ��� ��! ��

�/������ ?B8��@� ��� �� -� ��� � �-� ��� ���/�/����/������

��/"� ��� �� ��� ���/�/����4��(� !� -��/�6� ��&+� � �� ���

/������-��/�6���+AA���(�-�� !������ ��� ������!�� �5�����

������� � ?��� �� ���/�/���� K� &6@�� 5�� �"�� ��� �� ����

� ����(� �-� L� &� H� � � �� ��!�� �� !��� ���� 5�� �����

������/� ��������5�����/����"���4��������

)�!����1� 8���� ����(��-����-����������/� �����

&� ���''��� �����

G��> �5 ������4���5�������������������(��������� ��

�����/������/� ��-������!!����--���� �(����� !������ ��-�

���� �������!����������������5���� ������������/������

�>���������/��-����!�� ������>����� �� ��

)�!����C�������� �� �����!!����--���� �(������ -� ��� ��-�

��� � ��� ����!�� -��� ��� 12� ��� ��� �-� �� �� !�� ������ ��

��� ��� 5���� ��� �� !�� � &� � �� ��� �������� 5��� -�3��� ��

B���K&�,A�B��G���"�� ��� &66�H� ��!!����--���� �(� -��� � �

� �������!���-������3�/��(�A6�-��5������������� �����&I,�

���������7��������

)�!����C� ���!!����--���� �(��-����12���� ����-�������������-� ��� ��-����� M���������!��-�����-�3������������-�&�,A�B������

����������4����

)�!����'����5������4���� ��-����A6H���!!����--���� �(�

� �������!������� -� ��� ��-� ������ �� �/"��������/�� �

4����� ���/�������������4�(�A6�61�� ��+�'A�-������ !�����

����� �"�� ��������� ��-� A�1� H�� �>� !� � �� ����� � ��� ��

!�� �� � !�5������-��/���������������

)�!����'� A6�H���!!����--���� �(�� �������!��4������������ �� �/"����

�����--����-� ������������ �����������4���5����������

"(� ��>� !��� ��/�� � ��������� !���-� ���8���� �����4���

5���� ��������� -��� �� �� !�� ��� �� -��� 16� ��--��� � 8���

4������)�!����%�������� �� ����4���� ��-� ���A6�H���!!���

�--���� �(�� �������!�������-� ��� ��-��������������������

���5�� ����(������� �L�&�H�5����"�� ����

)�!����%� A6�H���!!����--���� �(�� �������!��4���������������������-������� !����� ��� ����-�3�������/��-����!�� ��-�&��

)�!���� &6� !�4��� �����4�� �3�/���� -��� ��--��� �

����/��-����!�� ��?-��/�6�2� �� 2@���� ��!��!�� �� ���&66�H�

��!!��� �--���� �(� ��� �������� �� ���� �� � &A� -�� 5�����

�������� ��� �� &I&6��-���������� � -�����������!�� ��-�

&61��

)�!����&6� �� !����� �������4���4������� M���������!��

-��� � ����--��� �����/��-����!�� ���

)�!����&&�������� �������!!����--���� �(������-� ��� ��-�

������������������-���-������--��� �� M���������!��N�-�����

�� !����� ��� ����� � ����(��-� ���A6�H� ��!!����--���� �(�

��������4�������������!��5���-�� ���������&�H��

Page 4: MAROC: Multi-Anode ReadOut Chip

)�!����&&� ���!!����--���� �(������-� ��� ��-������������

�������-���2���--��� �� M���������!����

(� ����'�� �����

G�4�-��/��5�������������5�����-�3���� M���������!���-�

&66�-��� ��-���4����"������/��-����!�� ������ ���� ������ �

���)�!����&+�5������������ ������/�����������-� ��� ��-�

�/�� -�����4� ���--��� �!�� �����!�� �DK&� ����/������ ���

&C�/B��������������� ��� ��+A�A�/BI���-�����������!�� �

�-�&61��

)�!����&+� ��5��������5�4�-��/��-�����-�3���� M�����

����!���-�&66�-��� ����4� ���--��� �����/��-����!�� ���

)��/� ����� /������/� �� ��� � ����(� �-� ��� ����!��

���������� -� ��� ��-� ���!�� �5����������� ��"������ ��

L&�H��

)� �� ��"���*�

0 ������������(�����������>����4����"����! ��5����� �

�� �� �� ��� ��� �� ?'� � � ���� �3�/��@� � �� ����� ��!!���

-��/� ���� ��� �� � �� ��� 5�� ��!�"����� ?C� � �� %@� 5���

����������������������5������� ���������!��&66�H���!!���

�--���� �(� �� A6� -�� -��� ��� �� ��� ��� ��� ���� /�3�/��

��! �� ���4����� 5��� &6� ��� � �� ��� !�� � 5��� &� -��� ��

��� ����

)�!���� &,� ������� �� ��� �����4��� �"�� ��� -��� ��� �����

��� ���� � � ��� -�� � ��� ����!�� �� !�� ?:6�&6;� ��@�� ��

��!!��� ��! ��� 5���� ��� � "�-���� &�C� ��� -��� ��� 5��

��!�"���� !� ��� ��� ���� !� �� �� ������ �>� �/���� �� �

,H�� ��"�� ��!��� �� �5��� ����3�������������/������/� ��

5�������-��/���-������12���� ����-��������������� �����

�������>� �������� 5��� �5�(�� �-� ���� ������?+�,� H@�� )���

� ����� �� !� ��� �����4����-� ������ ��� C� � ��%� ���� ����

!�4� � -��� ��������������/��-����!�� ��?6�CA��6�A� � ��6�+A@�

� ����)�!����&,������ ���� ���������������>������ ���4����

���!�� �4����5�����/�� ���������/���-��/�������"������

�������/��-������� ��� � ��� �� ��� ���!�� � ��� ������� �� � �

���(���!���-������0���

)�!����&,� �����4���-������ ��%���!�� �&�� �����5��

��!�"�����-���-������--��� �!�� ��� ������ !��:6�+A��&;��

<4� � �-� ����������>� ��� ��!��� �� ��3�������5���� �"��

�� -��� �"(����-���������� (����������"�4����!��4������-�

� M����� ����!��� )�!���� &2� !�4��� ��� �����"��� � �-� ���

� M����� ��! ��� � � ���������� ��� -��� 5����� �������>�

�������� -��� 12� ��� ���� )��� /��� �-� ��/� ���� ��! �� ���

!������ �� � &6� ���������� ��� 5����� �������� �� �� ���

7������-� ��������"��� ��3������ -��� ��� ��� ��� !� -�"����

����� "(� ������ �/� �/����� 0 ����� ��� �3������ ��! ��

-��/���� -�"���� ��� ��������� ��"�������� ������"�����5�����

/�� � �� ,� �� A� ���� ���� �� !� � � ��� (��� �-� -�"���� �(�

�� 4��� !���������� ������"��� �5��� ��������4���-������

��� ��� ����>� !�������������-����� �!����5���"�� ���

�� /���� ��(���� ��������� �-� ��� �������>� 5��� � � �4���!��

4�����������������7����/� ��?&�H@��

)�!����&2� 0 M�������! ��-���5������������>����������

G��������>����� ����������>�� ������5�������������

)�!����&A�������� �� ���5�4�-��/���-� ������ ��'�� �� ���

��!�"�����-���� �� M���������!���-�+����������/�������-�

������ ���C�� ��%����/�������"(�&66������������� ��-�

/�3�/�/������!�4�����������>��-������� �&H���

)�!����&A� ��5��������5�4�-��/��-������ ��'�� �����5��

��!�"�����-���� �� M���������!���-�+����� ������ ������ ���

Page 5: MAROC: Multi-Anode ReadOut Chip

000� �� ��9�0� �� �

���� �-� ��� ���� �������� ��� ��4�� ���5��� �/���4���

���-��/� ���� 5��� ������� �� ��� -���� 4����� � �-� �������

��� >�� �� �� "���� �������� � ��� ��"����� ����� !� ����

������������� �� �5������ ����� �"���� ��������/���/��

��/�3�/��!�� �5������������ ��������������>� ��� ��"��

��!���?+�,�H@�"�� ��������� (� -������(� ��!�� ��! ���?O&6�

���@�� ���5���������?&I,����@��

�� ��� �������������� ����� ��� -��� ��4�� /������ ���

��7����/� ��� ����� 5�� ��5� ��� ���� �-� �����+� �����

���� !�"��/� ���� �� ���� ���-� +66C�������� ���� ������"��

���-��/���� ��� -����/� ��������(����7�������5��� ���

���4����� ��-������)�?�������������)�� �< �@��)�!����

&1����5�����-����4����� ��-������)������� �+661����"��/��

0��� ������ �������/�������� �����������������B�"������

�� �����4��"����� � �� � � ���4��� ��� ����� "����� ��/������� ��

)�D��� �����������"� ���������(�� ���������

)�!����&1� )����4����� ��-������)��

����������-��/������-�����"��/����������������� ���

�"�� ��� � � �"�����(� 5�� ���� �� ��� ����! � �-� ��� ���

4����� ��-���������� �����-� ���������� ��-�+66���0���� ��

��)�����(�+66'��

�<)<�< �<��

:&; ������ ���"����� +� �� ��� , �-��$� %����� ��� � �������������� �� .������� ���������'� ��$� ���� ���!�

%���������� ��� ���� ���� 8���! � �������

�<� I����I+66C�333�

:+; ������������������� ��"��$����$� �������� �������#.���������������'�����*���� ���� 0 ����� ��������A+&�?+662@�

,C'�,%+�

:,; ��������� ��� ���������/������"�� $�����$��������� ����#������������� !���-�+661�0<<<��� -��� ����

:2; ��/�/����5�"����������CA21�����������:A; D���� �����������!�����%���'�� �������� ������ ����� ���� ���!� � ��� ��� �������� !�� �-� �G<��6C�

�� -��� ����

:1; ��������� ��� ����0("��������,� ��".�$� ���$ ��� ����1�����������������

������G�"���������II����� +�,���� +�,�-�I/����I/����I�

:C; ��"B0<G �5�"���!������II555� ����/I�"4��5I�:'; ��������� ��� ����������� ��2��-�� ��-�����������P�3���2���� ��&�������+66C��

:%; 0!��������5�"���������II555�5�4�/��������/I���������5���-5����5�"���������II��5�5�"���� ���I��5I�

�������������-5����5�"���������II������� ���I�

Active board (FPGA + MAROC)

Passive board (signals routing)

HV board

Photomultiplier