ユビキタス検出器(仮称)
理化学研究所
重イオン核物理研究室
馬場 秀忠
理研RIPSでの実験

実験期間
準備1週間
 実験1週間
 片付け2~3日


2000年ごろ


すべてのケーブル&モジュー
ルを1週間で組み立て、2日で
片付けなければならない
ADC 300chぐらい
2005年では
ADC 1000chぐらい
 BNC/Lemoケーブル1万本以上?!

様々な検出器&回路たち

実験毎に使う検出器はまちまち
目的に最適なセットアップをアレンジ
 当然、回路系も毎回ゼロから構築


使う回路も実験毎にいろいろ
次期加速器RIBFでは

大強度不安定核ビーム


様々な速度のビーム
様々な実験スタイル
様々な実験装置(マグネットや蓄積リング)
 様々な大規模検出器たち


長いビームライン

フレキシブルで高性能で扱いやすいDAQが
欲しい
コンセプト
構想段階で具体的なものは何も出来ていません!
 検出器1つ1つが自律する


インテリジェンスを持つ


高性能である



ほぼDead Time Free
ネットワーク分散
フレキシブルである


自己キャリブレーション&出力が物理量
USBみたいにPlug & Play
自己のログをもつ

電圧の値などを記憶
ユビキタス検出器(仮称)の中身
ネットワークへ
Timing
Energy
Position
etc…
検出器からの信号
較正、ログ、最適電圧‥

検出器ごとの物理量変換のアルゴリズムはStudy



要求されるFADCのスペックは?
自己でキャリブレーションする仕組みを組み込む
HVモジュールも組み込めるとよい
ユビキタス検出器(仮称)の利点
単体で
回路の数を激減
まとめて
統括装置
検出器が自律しているので、ネットワークにつない
だ段階で即使用可能(Plug&Play)
 出力が物理量なので、解析手間が省ける



物理量にゲートをかけてトリガーを作ることも可能
処理の遅い回路を使用しない→Dead Time Free
Digital MemoryでDead Time Free

新しい計測の試み


波形 or 物理量をRAMに保存
信号を即座に物理量に変換する

TimingとAnalogに信号を分けなくていい
RAM
FPGA
FADC
Physical Value
FPGA
Trigger
RAM
Trigger
ほぼDead Time Freeはいけるのか

検出器が耐えうるRateとの関係は?

PileupはDAQで判別すべき
速度の違う粒子が混ざり合うと、サイクロトロンの周
期以上にランダム化
 FADCのDead Timeって?



基本的にはDead Time Free?
RAMは300~400 MHzが主流

PCの場合
Analog情報を得るために

Digitalで積分するなり、Shapingするなりすれ
ば容易にAnalog情報は得られる
Timing情報を得るために
必ずしも早いClockが必要なワケではない
 FADCでも十分な分解能がでる可能性



DigitalでL.E.やCFD Timingを作る
全体にT0を配信

単なる矩形波じゃなくて、例えば三角波にする
T0
RF or Start
T0 FADC
Digital CFD
T
Detector
完成予定
2007~2010年ぐらいにはできていたい
 チャンネルあたりの価格は?



数十万で出来ないかと期待
理研RIBFだけでなく、他の施設へも
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