Update on 3x1x1 PMT System Silvestro di Luise IFAE - - PowerPoint PPT Presentation

Update ¡on ¡3x1x1 ¡PMT ¡System ¡

Silvestro ¡di ¡Luise ¡IFAE ¡ ¡ Opera?on ¡Mee?ng ¡04/08/2017 ¡

TTL ¡

Charge Readout

CRP

TTL Trigger from Light RO

• r CRT

(or Pulser) EOS Storage

Pulser

Setup ¡

Trigger/DAQ ¡Flow ¡Schemes ¡

CRT ¡event ¡ buffer ¡RO ¡ ¡ PMT ¡DAQ ¡ Read ¡Out ¡ CRT ¡Trigger ¡ CRT ¡event ¡ buffer ¡RO ¡ ¡ PMT ¡DAQ ¡ Read ¡Out ¡ PMT ¡Trigger ¡ Charge ¡RO ¡ Charge ¡RO ¡ CRT ¡Based ¡trigger ¡ (or ¡Pulser ¡trigger ¡e.g. ¡for ¡ calibra?on ¡studies) ¡ PMT ¡Based ¡trigger ¡

Trigger/DAQ ¡Flow ¡Schemes ¡

CRT ¡event ¡ buffer ¡RO ¡ ¡ ¡ ¡ PMT ¡DAQ ¡ Read ¡Out ¡ PMT ¡Trigger ¡ Charge ¡RO ¡ Two ¡Digi?zer ¡Boards ¡

To ¡change ¡the ¡v1720 ¡board ¡firmware ¡to ¡set ¡a ¡lower ¡sampling ¡frequency ¡it ¡is ¡not ¡ really ¡ ¡supported ¡by ¡the ¡hardware. ¡ ¡ Alterna?ve ¡Op?on ¡Implemented: ¡ ¡ ¡-­‑ ¡SoZware ¡downsampling: ¡Digi?za?on ¡performed ¡@ ¡250 ¡MHz ¡(4ns) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡While ¡retrieving ¡data ¡from ¡the ¡Board ¡adc ¡data ¡are ¡downsampled ¡before ¡being ¡wri_en ¡in ¡the ¡FE ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Long ¡Digi?za?on ¡window ¡(~1ms) ¡needed ¡for ¡S1/S2 ¡studies ¡makes ¡event ¡size ¡ ¡ difficult ¡to ¡handle ¡for ¡the ¡the ¡Front ¡End. ¡ Inves?gated ¡possibility ¡to ¡use ¡two ¡boards ¡working ¡at ¡different ¡frequency ¡: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡short ¡window ¡@ ¡250 ¡MHz ¡(trigger) ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡long ¡window ¡ ¡@ ¡31.25 ¡MHz ¡(waveform) ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø CRT ¡event ¡reconstruc?on ¡from ¡raw ¡data ¡applied ¡offline ¡-­‑> ¡stored ¡to ¡root ¡files ¡

• Hits ¡selec?on ¡
• Timing ¡correc?ons ¡(as ¡from ¡the ¡CRT ¡group) ¡à ¡ToF ¡
• Fired ¡strips ¡à ¡Hit ¡space ¡posi?on ¡à ¡track ¡slope ¡and ¡intercept ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

• Understand ¡main ¡source ¡of ¡trigger ¡events ¡(shower ¡vs ¡traversing ¡muon) ¡
• Increase ¡trigger ¡purity ¡
• Get ¡more ¡uniform ¡“Illumina?on” ¡for ¡calibra?on ¡studies ¡ ¡
• Ideally ¡panel ¡“asimmetry” ¡should ¡be ¡larger ¡(work ¡in ¡progress) ¡

CERN+Bern ¡groups ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

• Understand ¡main ¡source ¡of ¡trigger ¡events ¡(shower ¡vs ¡traversing ¡muon) ¡
• Increase ¡trigger ¡purity ¡
• Get ¡more ¡uniform ¡“Illumina?on” ¡for ¡calibra?on ¡studies ¡ ¡
• Ideally ¡panel ¡“asimmetry” ¡should ¡be ¡larger ¡(work ¡in ¡progress) ¡

CERN+Bern ¡groups ¡ Trigger ¡Rate ¡remains ¡@ ¡~ ¡0.3 ¡Hz ¡ Triggers ¡mainly ¡given ¡by ¡muon-­‑bundles ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

• Understand ¡main ¡source ¡of ¡trigger ¡events ¡(shower ¡vs ¡traversing ¡muon) ¡
• Increase ¡trigger ¡purity ¡
• Get ¡more ¡uniform ¡“Illumina?on” ¡for ¡calibra?on ¡studies ¡ ¡
• Ideally ¡panel ¡“asimmetry” ¡should ¡be ¡larger ¡(work ¡in ¡progress) ¡

CERN+Bern ¡groups ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡New ¡Geometry ¡ “good” ¡hits ¡mul?plicity ¡ ¡ 0.3 ¡Hz*0.2 ¡ ¡~ ¡3 ¡muon ¡candidates ¡/min ¡ w/o ¡including ¡PMT ¡Match ¡Efficiency ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

• Understand ¡main ¡source ¡of ¡trigger ¡events ¡(shower ¡vs ¡traversing ¡muon) ¡
• Increase ¡trigger ¡purity ¡
• Get ¡more ¡uniform ¡“Illumina?on” ¡for ¡calibra?on ¡studies ¡ ¡
• Ideally ¡panel ¡“asimmetry” ¡should ¡be ¡larger ¡(work ¡in ¡progress) ¡

CERN+BERN ¡groups ¡

ToF ¡ ToF ¡

Old ¡Geometry ¡ New ¡Geometry ¡ 1 ¡hit ¡per ¡plane ¡events ¡ 1 ¡hit ¡per ¡plane ¡events ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

• Understand ¡main ¡source ¡of ¡trigger ¡events ¡(shower ¡vs ¡traversing ¡muon) ¡
• Increase ¡trigger ¡purity ¡
• Get ¡more ¡uniform ¡“Illumina?on” ¡for ¡calibra?on ¡studies ¡ ¡
• Ideally ¡panel ¡“asimmetry” ¡should ¡be ¡larger ¡(work ¡in ¡progress) ¡

CERN+BERN ¡groups ¡ New ¡Geometry ¡ Old ¡Geometry ¡ Only ¡1 ¡hit ¡per ¡plane ¡events ¡

CRT/PMT ¡event ¡matching ¡ ¡

Ø Poll ¡immediately ¡the ¡CRT ¡server. ¡Do ¡matching ¡offline. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡This ¡is ¡a ¡solu?on ¡for ¡high ¡trigger ¡rates ¡ On ¡server ¡(delayed) ¡ ¡ Polling ¡ On ¡Trigger ¡ ¡ Polling ¡ Ø ms ¡pc ¡?me ¡tag ¡added ¡now ¡to ¡the ¡DAQ ¡event ¡header. ¡Should ¡improve ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡matching ¡efficiency ¡ Ø Polling ¡strategy ¡can ¡be ¡configured ¡via ¡Frontend ¡ Ø CRT ¡emits ¡a ¡trigger. ¡Then ¡the ¡event ¡is ¡published ¡on ¡the ¡server ¡in ¡max ¡1s ¡ ¡ ¡

CRT/PMT ¡event ¡matching ¡ ¡

Ø Poll ¡immediately ¡the ¡CRT ¡server. ¡Do ¡matching ¡offline. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡This ¡is ¡a ¡solu?on ¡for ¡high ¡trigger ¡rates ¡ On ¡server ¡(delayed) ¡ ¡ Polling ¡ On ¡Trigger ¡ ¡ Polling ¡ Ø ms ¡pc ¡?me ¡tag ¡added ¡now ¡to ¡the ¡DAQ ¡event ¡header. ¡Should ¡improve ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡matching ¡efficiency ¡ Ø Polling ¡strategy ¡can ¡be ¡configured ¡via ¡Frontend ¡ Ø CRT ¡emits ¡a ¡trigger. ¡Then ¡the ¡event ¡is ¡published ¡on ¡the ¡server ¡in ¡max ¡1s ¡ ¡ ¡ Possible ¡to ¡dis?nguish ¡triggers ¡separated ¡by ¡<1s ¡

CRT/CRP ¡event ¡matching ¡? ¡ ¡

Ø CRP ¡reconstructs ¡event ¡with ¡several ¡track ¡segment ¡ Ø Info ¡from ¡CRT ¡may ¡help ¡pa_ern ¡recogni?on ¡to ¡match ¡the ¡2 ¡views ¡ ¡-­‑ ¡File ¡with ¡the ¡3D ¡geometrical ¡info ¡of ¡the ¡track ¡in ¡the ¡same ¡reference ¡system ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡of ¡the ¡CRP ¡is ¡produced. ¡ ¡-­‑ ¡Event ¡matching ¡can ¡be ¡done ¡via ¡TimeStamp ¡as ¡for ¡the ¡PMT ¡DAQ. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Top ¡View ¡

Field ¡Cage ¡

Rack ¡View ¡

Summary ¡

ü Increase ¡trigger ¡panel ¡ver?cal ¡separa?on ¡s?ll ¡possible ¡ ü ¡increase ¡frac?on ¡of ¡muons ¡crossing ¡from ¡top ¡surface ¡

• ¡understand ¡hardware ¡constraints ¡against ¡it ¡ ¡
• at ¡the ¡moment ¡possible ¡to ¡move ¡Door ¡side ¡panel ¡only ¡(lower ¡one) ¡

ü Improved ¡CRT-­‑PMT ¡matching ¡ ü CRT-­‑CRP ¡Event ¡Matching ¡to ¡be ¡inves?gated ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ü Several ¡Data ¡Taking ¡configura?ons ¡available ¡to ¡op?mize ¡ ¡ ¡ ¡data ¡taking ¡for: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡ ¡calibra?on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡ ¡S1/S2 ¡studies ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡Charge/Light ¡correla?on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

CRT ¡Detector ¡

Ø Geometry ¡changed ¡in ¡order ¡to: ¡

CERN+Bern ¡groups ¡

PMT ¡– ¡Digi?zer ¡-­‑ ¡Trigger ¡Forma?on ¡

• TTL ¡Trigger ¡distributed ¡to ¡Charge ¡Readout ¡Computer ¡

ü CRT ¡Trigger ¡ ü PMT ¡Based ¡Trigger ¡

• 5 ¡PMTs ¡over ¡thr ¡coincidence ¡within ¡given ¡?me ¡window ¡(80 ¡ns). ¡
• Rate ¡adjusted ¡at ¡@3 ¡Hz ¡(as ¡requested ¡form ¡CRO) ¡

Online ¡Monitoring ¡

Accessible ¡from ¡webserver ¡for ¡the ¡shiZer ¡

LM-DC1 LM-DC2 LM-DC3 LM-DC4 LM-DC5 LM-DC6

PMT1 (neg, cable 25) PMT2 (neg, cable 23) PMT3 (pos, cable 24) PMT4 (pos, cable 22) PMT5 (neg, cable 21)

Manhole corner N S E W

6

1200 ¡V ¡ 1200 ¡V ¡ 1150 ¡V ¡ 1150 ¡V ¡ 1200 ¡V ¡

PMTs ¡Setup ¡ ¡ ¡

PMT ¡Waveform ¡Digi?za?on ¡ ¡

PMT ¡ ¡Digi?zer ¡Configura?on ¡ & ¡ Trigger ¡Configura?on ¡

ü Scripts ¡ready ¡to ¡setup ¡different ¡configura?ons ¡ Ø Trigger ¡Source ¡

• External/Internal ¡

Ø Trigger ¡Output ¡ Ø Buffer ¡Organiza?on ¡

• Digi?za?on ¡Time ¡Window ¡(S1 ¡to ¡S2) ¡

Ø Thresholds ¡ ¡

• PMT ¡Majority ¡based ¡Trigger ¡Logic ¡

Ø Offsets ¡

• Pedestals ¡(automated) ¡

Ø CRT ¡event ¡retrieval ¡ Ø … ¡