Belle II Aerogel-RICH merger
メンバー
- 庄子 正剛(代表 : IPNS,KEK)
- 西田 昌平(IPNS,KEK)
- 米永 匡伸(首都大学東京)
- 金道 玄樹(総研大)
- 池野 正弘(IPNS,KEK)
- 内田 智久（IPNS, KEK）
Belle II実験の一つであるAerogel RICH検出器のmergerボードの開発を行う。Aerogel RICH 検出器は、エアロゲル輻射体から出るチェレンコフ光を 420個の 144ch HAPD を用いて検出し、光子の位置からチェレンコフリングを再構成して粒子識別を行う。HAPD からの信号は、独自に開発した SAシリーズと呼ばれる ASIC を用いてデジタル信号に変換され、Front-end boardのFPGA を介してmerger boardに送られる。merger boardは主にFPGAとFront end board I/Fと Belle II DAQ system I/Fを搭載している。merger boardからの信号読み出しはBelle II実験共通の転送方式である Belle2Link を用いて読み出す。
ARICH検出器の読み出しシステムには読み出しエレクトロニクスが二種類ある。一つがASICとFPGAを搭載したFront-end boardである。36ch/chipの読み出しを持つASICを4つ搭載し、144ch/FEの読み出しを持つ。FEは420台使用され、約60000chの信号を同時に読み出すことができる。しかし、この場合、信号の読み出しには多くのケーブルや配線領域が必要となる。それを解消するために開発を進めているのが二つ目の読み出し装置のmerger boardである。merger boardは6台のFEからの信号をひとまとめにして、belle2Linkを用いてデータを転送する。mergerは約80台設置する予定であり、最終的に読み出し必要な光ファイバーケーブルを80本に減らすことができる。
PCB基本仕様
基板仕様
- 基板層数 : 12層 (信号層 : 5層, 電源層 : 7層)
- 基板厚 : 1.75±0.05mm
- 材質 : FR-4
電源仕様
- 入力電源電圧 : +3.8V(0.8A), +1.5V(0.9A)
- 電源コネクタ型番 : 基板側(S4P-VP), ケーブル側(SVH-41T-P1.1, VHR-4N, VHR-4M) [JST(日本圧着端子製造株式会社) VHシリーズ]
- コネクタピン配置 : 下の写真、完成基板向かって左から | GND | +1.5V | +3.8V | GND | の順に配置(GNDは共通)
FE I/Oコネクタ
- 接続コネクタ型番 : 基板側(SSL01-40L-0500), ケーブル側(SSL20-40SSB-025-B) [KEL SSLコネクタ]
- コネクタピン配置 : 回路図p2~p6参照
- 各ピン説明 : リンクを参照
完成基板写真(merger board V2 : 型番 GN-1332-2)
- 2013年度 日本物理学会秋季大会 Belle II実験 Aerogel RICH検出器の読み出し(merger board)の開発(PDF)
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以下は参考資料
