MPPC-TDC-SiTCP
- 小嶋健児 (代表：IMSS KEK)
- 幸田章宏（IMSS KEK)
- 李 華 (IMSS KEK)
- 神田聡太郎（東大院・理研・IPNS KEK）
- 平石雅俊 (IMSS KEK)
- 竹下聡史 (IMSS KEK)
- 岡部博孝 (IMSS KEK)
- 門野良典（IMSS KEK）
- 鈴木 聡（CRC KEK）
- 庄子正剛 (IPNS KEK)
- 村上 武 (IPNS KEK)
- 池野正弘 (IPNS KEK)
- 齊藤正俊 (IPNS KEK)
- 内田智久 (IPNS KEK)
- 仲吉一男 (IPNS KEK)
- 田中真伸 (IPNS KEK)
Users
- 藤牧拓郎（山梨大院）
- 佐藤 朗（阪大院）
- 友野 大（阪大RCNP）
- 岡田信二（理研）
- 佐藤将春（理研）
- 馬 越（理研）
- 石田武和（大阪府立大）
- 宍戸寛明（大阪府立大）
- Glen Marshall（TRIUMF）
OB
- 松本侑樹（阪大院→ ）
- 宮崎正範 (IMSS KEK→室蘭工大)
- 山内一宏 (IMSS KEK→佐賀大)
- 高橋義知（IMSS KEK→VIC)
ミュオン崩壊で生じる電子・陽電子をプラスチックシンチレータで検出し、その時間情報をPCで直接取り込める形に成形し出力する、高密度一体型検出器（Kalliope）の開発。Kalliope=KEK Advanced Linear and Logic-board Integrated Optical detectors for Positron and Electron。
オリジナルのPulse-mode版はJ-PARC/MLFのミュオン施設での利用を目的とし、32channel/board・1000hit/channel のメモリ付き、1ns時間分解能で最大65μs(65536ns=2Byte長)の固定時間窓のマルチヒットTDCである。
KalliopeのデジタルボードをNIMモジュール化した32ch汎用デジタルNIMモジュール(NIM-TDC-SiTCP)に発展した。
また、連続ビームミュオン施設のみならず、あらゆる時間構造でのKalliopeTDC利用を視野にDC-modeのファームウェアとDAQを開発した。
Kalliope : プラスチックシンチレータ(PSc)の発光を、それに埋め込んだ光ファイバー(WLS)で集め、マルチピクセル型アバランシェ光ダイオード（MPPC)で電気信号に変換する。アンプと波高分別器を組み込んだASIC(Volume2012/2014)でデジタルパルスに成形し、時間デジタル変換器(TDC)とマルチヒット保持用メモリを組み込んだFPGAで時間情報をSiTCP TCPパケットに成形して、光イーサネットでPCに送る。パラメータ設定はSiTCP UDPスローコントロールパケットで行う。
- (update 2021.12.24) Kalliope User Guide: https://kalliope-official.gitlab.io/kalliope-ug/
- (update 2021.12.24) Kalliope firmware final (refer to Firmware / Practical Usage in Kalliope UG)
- FPGA-final (source)
- 16.05.16-VOLUME2014-MPPC
- 16.05.18-VOLUME2012-MPPC
- 16.08.22-VOLUME2012-NIM
- 16.11.15-RCNP-OPU
- DCTOT_NIM
- DCTOT_VOLUME2012
- DCTOT_VOLUME2014
- SRC
- MPCBIT
- 19.02.19-FGATI-support
- DCTOT_VOLUME2014
- SRC
- FPGA-final-MCS
- (update 2021.12.24) Kalliope software (refer to Software in Kalliope UG)
- 21.12.24-SlowControl
- 21.12.24-(DC) sitcp-dump
- 21.12.24-(Pulse) Run44 16.11.15-(Pulse) Run44 Refer to D1/D2/S1/U1A spectrometer DAQ-PCs for the latest version.
- (update 2021.12.24) Circuit diagrams (refer to Hardware in Kalliope UG)
- GN1078-3 (digital board)
- GN1186-4 (analog board: Volume2012 x NIF)
- GN1579-1 (analog board: Volume2012 x KEL)
- GN1372-1 (analog board: Volume2014 x NIF)
- GN1635-1 (analog board: Volume2014 x KEL)
- GN1274-2 (cubic scintillator board NIF)
- GN1347-2 (cubic scintillator board KEL)
- GN1817-1 (USM scintillator board KEL)
- GN1434-1, GN1456-1 and GN1629-1 (scinti fiber board, its mirror and for tracker)
- GN1245-1 (NIM-TDC module)
- GN1474-1 (NIM-OUT module)
- GN1220-1 (EASIROC to Kalliope conversion board)
- GN1621-1 (NIF to KEL for analog board)
- GN1708-1 (KEL to Flat cable (for EASIROC) conversion board)
- GN1809-1 (FGATI test board)
- GN1818-1 (FGATI test-Kalliope interface board)
- MPPCバイアス電圧特性表
| D1-2012(Block #1-31) | |
| U1A-2012(Block#1-17) | |
| D1-2013(Block #1-17) |
- フロントエンド基板（アナログボード）
- 回路図
- ASIC 設計仕様書
Volume2011 Volume2012 Volume2014 10倍アンプ設計仕様書 VOLUME-2012設計仕様書 GN1186-4 取扱説明書
- 読み出し基板（デジタルボード）+ Data Aquisition (DAQ) program / Control program
- 回路図
- FPGA firmware (VerilogHDL+VHDL) version history
- DAQ (C++: requires X11 & ROOT) version history (SiTCP TCPパケット→ハードディスク＆ROOT: DAQ-MW compatible)
- Control (C++: requires none) version history (SiTCP UDPパケット→デジタルボード→ASIC)
最終版 Volume2012-MPPC Volume2014-MPPC DAQ+Control 解説書 pulse版 (65us fixed range)
取扱説明書130208 構造解説書12050816.05.18-VOLUME2012-MPPC.tar.bz2
(ISE14: 35.4MB)16.05.16-VOLUME2014-MPPC.tar.bz2
(ISE14: 60.9MB)16.11.15-Run44
16.05.29-SlowControlDC版 (4.2sec+ variable range)
仕様書16050916.06.07-DC-VOLUME2012-MPPC.tar.bz2
(ISE14: MB)16.05.29-sitcp-dump
16.05.29-SlowControlDC-TOT版 (4.2sec+ var. range)
仕様書16050916.11.xx-DC-TOT-VOLUME2012-MPPC.tar.bz2
(ISE14: MB)16.11.xx-DC-TOT-VOLUME2014-MPPC.tar.bz2
(ISE14: MB)16.05.29-sitcp-dump
16.05.29-SlowControl- obsolete FPGA codes
- 注意！最終版FPGAファームウェアは、タイミング制約をクリアするように、いくつかの素子が手動配置されています。再コンパイルすると配置が崩れてタイミング制約が守られないかもしれません。変更の際はAt your own riskでお願いします。
- VOLUME2012系アナログボードパラメータ決定テストベンチ（LabVIEWマクロ。Keithley 2700デジタルマルチメータが必要。）
- LabVIEWマクロ（LabVIEW version 4 or higher)
- Kalliope Tune Threshold/Bias DAC autotuning program for Volume 2012 and 2014
- Python code
Kalliope v2.1 installed model for D1/S1 spectrometer | |
AnalogBoard v4 (Volume2012)とDigitalBoard v3を各２枚ずつで組んだ1検出器ユニット。後にアナログボードをv5 (Volume2014)にアップグレードして、Kalliope v4.1になった。 | D1/S1分光器にインストールした下流側20台(10ユニット)のKalliope v2.1。S1分光器は2016.06にKalliope v4.1にアップグレード。 |
Kalliope v1.1 installed model for DΩ-1 spectrometer | |
AnalogBoard v3とDigitalBoard v2で組んだ1検出器ユニット。 | DΩ-1上流部にインストールされた6台のKalliope v1.1 |
Kalliope v1.0 prototype | |
アナログボード v5 (VOLUME-2014)GN-1579-1: ASICをVOLUME-2014に変更。 Voltage AmpからPole-Zero-Cancellationに回路変更。 ボード形状と電源電圧は互換。電流は200mAクラスと、GN-1186-4の３倍以上要求する。DACパラメータには互換性がない。
| |
|---|---|
アナログボード v4 (VOLUME-2012)GN-1186-4: ASICをVOLUME-2012に変更。 ボード形状は互換。DACパラメータに互換性がない。 D1/S1汎用分光器に各40台インストールし、 5T高磁場分光器にはKELコネクタ版(GN-1372-1)を 94台インストールした。 | デジタルボード v3GN-1078-3: v2と穴の位置だけが違う。アナログボードにあわせて73mm間隔。 |
アナログボード v3 (VOLUME-2011)GN-1186-3: VOLUME-2011モデル最終版 DΩ-1μSR分光器へ12台インストールされた。 | デジタルボード v2GN-1078-2 (BBT-X027-2): 電源コネクタが集合コネクタのタイプ。 DΩ-1μSR分光器へ12台インストールされた。
|
MPPCフロントエンド基板（アナログボード v1） | 読み出し基板（デジタルボード v1） |
DAQプログラム（MacOSX）スクリーンショット
- 幸田章宏、小嶋健児、門野良典、宮崎正範、平石雅俊、田中真伸、池野正弘、内田智久、斉藤正俊、鈴木-山形聡、竹下聡史、"MPPCを用いたμSR検出器の開発" 2010年 日本物理学会秋季分科会（領域10）24aWZ-3
- 村上武、幸田章宏、小嶋健児、門野良典、鈴木聡、池野正弘、内田智久、田中真伸、斉藤正俊、宮崎正範、平石雅俊、”J-PARC MUSEのMPPC読み出しシステム開発” 2011年 日本物理学会秋季分科会（領域10）22pJA-12
- 小嶋健児、幸田章宏、鈴木 聡、門野良典、宮崎正範、平石雅俊、村上武、斉藤正俊、池野正弘、内田智久、田中真伸、”μSR用MPPCボードの開発” 第4回「Muon科学と加速器研究」RCNP 2012年1月10〜12日 発表資料：pdf
- 小嶋健児、幸田章宏、鈴木 聡、門野良典、宮崎正範、平石雅俊、村上武、斉藤正俊、池野正弘、内田智久、田中真伸、”μSR用新型検出器開発” 第３回MLFシンポジウム 東海 2012年1月19〜20日 発表ポスター：pdf
- K.M. Kojima "μSR Spectrometer upgrade at J-PARC/MUSE" Muon Science Advisory Committee (MuSAC) 2012, Feb. 17-18, Tokai bldg1-324. pdf
