2020年 8月測定Log

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-- Atlasj Silicon - 2020-08-05

詳細

ソーステスト8月(SigmeasurementLog202008)

IV測定8月(IVmeasureLog202008)

8月3日

calibration Time difference

FlashADC 内のchannelに依存して時間の遅れがあることが分かった。

Tr0を基準にどれだけ遅れがあるかを調べる。

8月4日

Flash ADC Calibration

昨日の続き。結果はSpreadSheetにまとめてある。Tr0の方が早く、ch側は最大200ps程度の遅れが出る。

8月5日

Stripセンサーのチャンネル順を逆にして(ch0につないでたものをch7にという風に)測定を行った。

順方向の場合はTr0はJ3を使っていたが、逆に接続した場合はJ4がTr0とした。

FlashADC の時間のずれは補正済みで解析した→時間のずれがクロストークのチャンネル間距離では説明しきれない結果になる。

回路の長さの違いが見えているのではないか→回路の長さによる時間差のCalibration

回路はFermiの回路図を使って長さを図った。0.05mmの誤差で5~7か所の合計の長さで割り出したため、それくらいの不確かさはある。

1ns->20cmで変換を行い、Junction間での回路長の違いを時間情報で算出した。

Tr0というよりはch3が回路長が短く、最大200ps程度の遅れが生じる。

キャリブレーション後は期待通りの分布になった(回路の長さが見えるほどの時間分解能の良さということになる)

今後の測定、解析の際はこのFermiのアンプボードの長さによる時間差とFlashADC内の時間のずれを補正する必要がある。(特にアンプボードで使うチャンネルは連番を使わないケースが多いので毎回注意が必要)

8月6日

7/20に測定したPADセンサーの解析はすべてch2とch3が逆に接続されていたことが考察、追加測定によって発覚した。(データはちゃんと取れているため、解析の際に注意すればよい)

アンプボードは表側を見るとJ1,3,5,7,10,12,14,16の順で並んでいるためややこしいが、そこを間違えると解析の信頼度が下がる上に悩むだけ時間の無駄になるのでそこのミスは今後起こさないよう気を付ける。

8月7日

その前の日に二段スタックして、PADセンサーで時間分解能の測定を行った。

詳細はソーステスト8月(SigmeasurementLog202008)を参照

190V~210Vまで測定したが、二段あるうちの下のPADの右下をトリガーに使うとかなりトリガーレートが小さく(5Hz)、上のPADが鳴る確率もかなり小さいため、ちょうど2時間の測定を行い、それを解析に使用することにした。(2時間で約55000events程度)

ただし、センサー1枚のクロストークスキャンとは違い、2枚あるため55000eventsのうちかなり小さい分しか上のPADを通過していない可能性が高い。(解析の際のノイズカットが重要)

8月17日

タイプ別(n+の濃度別)のクロストーク量測定のため、C-2以外のセンサーも試験する。

type AとBを

A-3(J1,2,15,16)

B-3(J7,8,9,10)

に接続予定。ソーステスト用にワイヤーを打つ。とりあえずA-3のみ打った。

A-3のBreakをし始める250V、260Vで測定(弱い方の90Sr)

大きくても0.2V程度の信号(十分なGainが出てないため信号は小さい)

250Vの時はch2が間違えてch5のケーブルをさしていたため解析のときはTr0,ch1,ch5,ch3のデータを使い、260Vはいつも通りTr0,ch1,ch2,ch3を使う

DSC_3069_1.JPG

A-3のch2の応答がない。FlashADC側ケーブルをスワップしてもA-3のch2が応答なし

--> A-3のch2 (= J15)につながっているアンプの不良か?

A-3のch2からJ14にワイヤーを打ちなおした。

8月18日

A-3 PADの測定

J1,2,14,16

8月19日

C-2上PADの信号の測定

200V、210Vで数分間

200Vでch2→Tr0、Tr0→ch2に入れ替えて測定(電極によって信号の大きさが固有のように感じたため)

*電極サイズについて

PAD→ 0.450.45=0.20mm^2

Strip→ 100.047~0.032=0.47~0.32mm^2

Pixel→ 0.0350.035=0.0012mm^2

電極サイズによって静電容量が変わって、信号の大きさに影響が出るのでは?

*FlashADCのコンフィグについて

C-2のセルフトリガー測定では信号が大きすぎて-1.5Vを越してサチることがあったがDCoffset を-10にすることで解消された。最終的に-8が良いということになった。

回路長の精度を上げるため三回の測定を行った。(SpreadSheetに記載)

8月20日

B-3の測定 なだれが見え始めるのは120Vのはずではあるが、AとCのセンサーが先に降伏を始めるため全体的にすでに電流値が高いのでIVでは判断できない

8月21日

C-2Downのデータがサチったものしかないので取り直したい

B-3にもワイヤーがついた状態で下PADのみ測定後、時間分解能測定 190V,180V(HV依存性を調べるため)

セルフトリガー(下PADの右下のセンサーをトリガーにした)

CMAKE型の解析コードに切り替え始める

8月22日

B-3 HV依存性の再測定

80V,90V,100V,110V,120V,130V,140V,150V

A-3では信号とクロストークの大きさがほとんど同じくらいになる

時間分解能はすべての電極間の組み合わせを検討して個別にフィットしてoffsetを行い、それを足し合わせることで時間差分布の補正をする

8月26日

最新版アンプボードが届くまでC2stackのデータを増やすべく測定した。

細い線源直置き、200Vで測定。Trgrate4Hzほど。

やはりなかなか信号が来ないが上下それぞれのセルフトリガーは取れる。

詳細はソーステスト8月(SigmeasurementLog202008)を参照

一旦中断後、午後に再度測定開始。→1.5時間(run1)、6時間(run2)

run1とrun2それぞれ10万eventずつ確認をした。データは取れていそうなのでそのままdatatakingを続けた。

アンプボードが届いたのでノイズチェックをした。

おおむねどのJunctionもノイズは10mVほどであったので測定が可能と判断。詳細はスプレッドシートのKEKampシート参照。

アンプボードにプラスチック板を乗せた。センサーをwirebondするのは明日。

8月27日

9:30 KEKアンプにC2をstack

KEKアンプではHVが別々にかけられるようになっている仕様のため、HVをかけたいところには必ずジャンパーピンをさす

下p4-4:J9,10,11,12、HV3

特にJ16はノイズが大きいので20mV以下の解析はできないことに注意。

11:00 下padの動作確認

IV:gainの出る電圧は190V~200Vほど。170Vまではほとんど電流値が上がらない

ソーステスト:210Vはノイズが大きい。200V->Trgrate5Hz、190V->Trgrate3Hz。信号の形が以前よりあまりきれいではない(ノイズが乗ったような形)。

12:08 ソーステストデータ取得。200V。

14:09 ソーステストデータ取得。190V。

反射が起こっていることが分かった。時間としては1~2nsほど。

picoscopeで波形を確認した。FNAL,KEKamp双方同じようなふるまいを示していた。オーバーシュート後に負に落ち込む傾向がある。

8月28日

gainが200Vでは不十分と考えたため、FNALampでシンチをtriggerにとって測定

10:40 電圧がかかるか確認。電流が大きかったため、2MOhmの抵抗の影響が大きい。

同じアンプ上に乗っていたA3,B3のwireを抜いた

(時刻不明) HVが2410→6517になった

使い方:電源on→Z-CHK押→config押→oper押→rangeを1000Vに、meterconnectをonにする

11:50 再度確認。250Vでも1uAを超えないことを確認。その後センサーがショート

11:00 下padがショートしていることが分かった。下padをp6-4センサーに新調。上padはもともとのp3-1を使用。(70umくらい上下でずれているとのこと)

動作確認をして問題がないことを確かめたが2MOhmの影響で200V以上の電圧をかけられないことが分かった。

→今までの測定ではGainが出ていなかった

基板上のGND側の20MOhmの抵抗を10kOhmのものにつけかえた。(これで抵抗値は約1010kOhm)

電圧が高い位置までかかることを確認した。

12:25 シンチを下にひいて測定、214V、約40分間。時間分解能50psほどを達成

13:38 セルフトリガーで214Vを測定。時間分解能はあまりよくない

14:15 シンチ下で225Vを測定。

14:35 途中で落ちてしまったため、run2として再度測定。時間分解能51psほど。

16:27 シンチ有239V

時間分解能解析

voltage依存性:214Vより225Vのほうがよい

threshold依存性:0.05~0.1Vで確認、thresholdが下がると若干時間分解能がよくなるがほとんど変わらない

Comments

8/26 C2stackシンチ無の解析→それぞれpadごとの重み付き平均で時間分解能を算出

add3(太い線源直置き)

-run1:40000events、時間分解能91.32.9[ps]

-run2:26000events、時間分解能121.33.1[ps]

add4(細い線源直置き)

-run1:34000events、時間分解能95.44.5[ps]

-run2:116000events、時間分解能94.12.0[ps]

8/28時間分解能runfile

214V pad_stack_scinti_C2_214V 490kイベント、分解能53.8+-1.2 [ps]

225V pad_stack_scinti_C2_225V_run2 422kイベント、分解能50.2005+-1.51101 [ps]

239V pad_stack_scinti_C2_239V 412kイベント、分解能+- [ps] 解析中

200V pad_stack_scinti_C2_200V 解析中


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