AXEL BOARD (AxFEB) の 64ch 化

概要

二重ベータ崩壊探索のため高圧キセノンガスによるTPC検出器の開発を行っている。高いエネルギー分解能を得るために、電子雪崩増幅は用いず、電離電子を低電圧で加速することでelectroluminescence光を発生させ光検出器で読み出す(proportional scintillation mode)。光検出器としてはMPPCを多数配置する。多くのMPPCの比較的遅い(数百us)信号を取得するためのプロトネンドボードおよび読み出しシステエムの開発を行っている。
これまでの開発で54ch/boardの読み出しフロントエンドボード(AxFEB)を開発した。今後、約2,000そして50,000チャンネルと段階的に検出器を大きくすることを目指すために、本プロジェクトでは、AxFEBの高度化を図り、64ch/board、電力使用量の削減を実現すべく開発を行う。

メンバー

市川温子, Atsuko K. Ichikawa(代表:東北大学・教授)
中村輝石, Kiseki Nakamura(東北大学、助教)
中村和広, Kazuhiro Nakamura*(京都大学、大学院生)
菅島文悟, Bungo Sugashima*(京都大学、大学院生)
身内賢太郎, Kentaro Miuchi(神戸大学、准教授)
坂下健, Ken Sakashita(KEK, 准教授)
本多良太郎 (KEK)
田内一弥 (KEK)
濱田英太郎 (KEK)

機能・特徴

本回路は多チャンネルのMPPCの制御・読み出しを行うための基板である。MPPCへの電源供給からAD変換、PCへのデータ送信までを担う。特長は以下の2点。
・64個のMPPCを同時に制御、特にMPPC個別に電源電圧を微調整することによって多数のMPPCの増倍率を一様に保つことが可能。
・MPPCの読み出しにDCカップリングを採用しており、サブミリ秒のパルス信号に対しても波形を歪めることなくデータ取得が可能。
その他の特徴は以下の通り。
・2種類のアナログ回路、ADCを内蔵している。見たい信号の大きさに合わせた増幅率でデータ取得を行うとともに、MPPCの1p.e.信号をサンプリングして取得することが可能。
・LVDS入出力端子を備えており、外部からのトリガ入力や複数枚のボードによる連携をとることが可能。
・PCとのデータ通信には1Gbps SiTCPを用いる。
・DC+5Vの単電源で駆動可能。

公開予定リソース

公開予定リソースのリストを追加してください。
https://openit.kek.jp/project/AxFEB_64ch/public/4dtxdx/view まとめ資料
https://openit.kek.jp/project/AxFEB_64ch/member/aja-aiaogn-2238-1.pdf/view カタログ
https://openit.kek.jp/project/AxFEB_64ch/member/axelboard64_20231026_edit3.pdf/view 回路図
https://openit.kek.jp/project/AxFEB_64ch/member/ifooe-u2569_e-u256320231206.pdf/view 配線図

図・写真等

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