ATR16 / CTR16 Eine ASIC-Familie von Analogen Transientenrekorder
ATR16 und CTR16 sind zwei ASICs aus einer Familie von Transientenrekordern, die seit einigen Jahren von unserem Team entwickelt werden. Die Idee hinter diesen Chips ist es, die Eingangssignale zunächst in einem Analogspeicher zu schreiben und diese nur dann auszulesen und zu digitalisieren, wenn Signale am Eingang detektiert wurden. Damit können die Energiehungrigen ADC effektiv eingesetzt werden.
Beide ASICs verfügen über 16 Eingangskanäle. Jeweils vier Kanäle teilen sich einen ADC. Die Sampling Rate des Analogspeichers ist bis zu 100 MS/s frei wählbar. Bei einem erkannten Signal werden Spuren von 16, 32 oder 64 Samples im Analogspeicher festgehalten Der ADC ist ein 12 Bit Pipeline ADC der die gespeicherten Spuren mit einer Rate von 33 MS/s digitalisiert. Die vom ADC kovertierten Daten können entweder als Rohdaten zur DAQ gesendet oder auf dem Chip prozessiert werden, um Pulshöhe und Zeitpunkt des Pulses zu ermittel. Für den Transport der Daten stehen maximal vier serielle Links mit einer Datenrate von maximal 500 MBit/s zur Verfügung.
Der ATR16 hat einen differentiellen Eingangsbuffer, um externe Vorverstärker an den Chip anschließen zu können. Eine geplante Anwendung dieses Chips ist die Auslese des elektromagnetischen kalorimeters des PANDA-Detektors.
Der CTR16 hat dagegen einen integrierten ladungsempfindlichen Vorverstärker mit großem Dynamikbereich, wie er auf auf dem AWAGS-Chip implementiert ist. Dieser Chip ist geeignet direkt mit einem Teilchendetektor verbunden zu werden und diesen auszulesen, wie z.B. die GEM-TPC des SFRS-Experimentes.
Veröffentlichungen
- H. Flemming, H. Deppe, P. Wieczorek: A family of transient recorder ASICs for detector readout, 2022 JINST 17 C07002
- P. Wieczorek, H. Flemming, H. Deppe: Low noise amplifier with adaptive gain setting AWAGS ASIC, 2022 JINST 17 C06010
- H. Flemming, H. Deppe, P. Wieczorek: The front end and trigger unit for an analogue transient recorder ASIC, 2022 JINST 17 C09013
- H. Flemming, o. Noll: Performance tests of feature extraction algorithms for short preamplifier transients, NIM-A 1047 (2023) 167880