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CODEUR TRI-FONCTIONS en VXI-C

XDC3214

ADC amplitude

QDC charge

TDC temps

32 VOIES

codage sur 14 bits (16384 valeurs possibles)

Combinaisons possibles par groupe de 16 voies (16 ADC -16 QDC ou 16 TDC - 16 ADC …)

2

1 carteDECs

8 cartes fonctions ADC ou QDC ou TDC

MUX

convertiss

eur A/N 14 bits

SEQUENCEUR

LOGIQUEavec le VXI

X4

CODEUR TRI-FONCTIONS en VXI-C

PHYSIQUE

discri

ampli

ACQ

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DESCRIPTION DU MODULE

• 2 groupes de 16 VOIES analogiques

• Déclenchements :

• individuel (ECL différentiel)

• commun par groupe de 16 voies (NIM)

• auto-déclenchement par DISCRI á seuil (ADC)

• Lignes d ’inspections (simplifie la mise en temps)

• 3 numériques

• 1 analogiques

• Signaux de contrôle par la face avant (VAL, CT, INH…)

Pilotage possible de codeurs par la face avant

Dans le cas de multiples codeurs (jointifs) 4 lignes d ’inspections suffisent

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CARACTERISTIQUES:

• Impédance d ’entrée : 2.5 Kohms • Tension d ’entrée : 0 à +8V • Fenêtre d ’analyse réglable : < 40 µs

t

Sommet = f (énergie)U

Fenêtre d’analyse (GATE)

Déclenchement individuel ou commun

Optimisé pour les amplis CAEN MOD N568

FONCTION ADC

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Caractéristiques principales

fonction ADC

• Résolution : Sigma=0.8 LSB• Remise à zéro : 2 µs pour une précision de 10e-4• Non Linéarité intégrale (INL)

• INL = 0.6% PE (avec une dynamique de 1000)• INL = 0.1% PE (avec une dynamique de 700)

• Non Linéarité différentielle (DNL)• DNL = +-3% du canal 500 au canal 16384

• Pertes sur charge pour une tension d ’entrée de 8V : -0.05 LSB/µs• Gain pour une gamme de 8V: 0.5mv/canal

LSB: bit de poids le plus faible (least significant bit)

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CARACTERISTIQUES:

• Possibilité d ’intégrer des impulsions bipolaires (piédestal commun)• Plusieurs gammes d ’intégration : Qmax = 5nC, 2.3nC, 410pC ... • ATTENTION le Choix d ’une gamme nécessite le changement de composants sur les cartes filles

q = i.dt

t2

t1

Déclenchement individuel ou commun

t1 t2

t

i

Porte d ’intégration

FONCTION QDC

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Caractéristiques principales

fonction QDC

• Résolution : Sigma=0.8 LSB• Remise à zéro : 10 µs pour une précision de 10e-4 (avec une charge de 5 nC)• Non Linéarité intégrale (INL)

• INL < 0.02% PE• Non Linéarité différentielle (DNL)

• DNL < 2%• Gain pour une gamme de 5 nC: 0.3 pC/canal

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FONCTION TDC

CARACTERISTIQUES:• Gammes programmables : 250 ns (16ps/LSB) à 25 µs (1.6ns/LSB)

2 choix : START commun ou STOP commun

t

mesure de temps = t2-t1

t2t1

start

stop

ATTENTION pour les mesures de temps il faut soigner les points suivants :• Terminer IMPERATIVEMENT les déclenchements (ECL DIFF) sur le TDC• Utiliser des câbles en nappe à paires twistées et fixer ces câbles• Utiliser des translateurs à faible diaphonie inter voies (translateur IPN/SEP)

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Caractéristiques principales

fonction TDC

• Non Linéarité intégrale (INL)• INL = 0.09% PE pour une gamme de 250 ns • INL = 0.03% PE pour une gamme de 25 µs

• Non Linéarité différentielle (DNL)• DNL = +- 5% pour une gamme de 250 ns• DNL = +- 3% pour une gamme de 25 µs

Ti = 250ns Ti = 2,5µs Ti = 2,2µs Ti = 25µs

Canal (SIGMA ) Canal ( SIGMA) Canal (SIGMA ) Canal ( SIGMA)

d t = 20ns 630 (1,1) 38 (0,7) 384 (0,7) 13 (0,7)

d t = 70ns 4167 (1,1) 397 (0,7) 874 (0,8) 63 (0,7)

d t = 120ns 7520 (1,1) 736 (0,7) 1337 (0,8) 110 (0,7)

d t = 170ns 11039 (1,3) 1091 (0,7) 1822 (0,8) 160 (0,7)

d t = 320ns OVF 2212 (0,8) 3556 (0,8) 314 (0,7)

d t = 520ns OVF 3586 (0,8) 5237 (0,9) 504 (0,7)

d t = 1020ns OVF 7152 (0,8) 10124 (1,1) 998 (0,7)

d t = 2020ns OVF 14557 (0,9) OVF 2020 (0,7)

• Résolution: TABLEAU des écarts types pour différents mesures de temps et de gammes

• Dérive en température: 0.7 LSB/°C pour une gamme de 2.5 us

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Temps de conversion ?

• 1 convertisseur analogique/numérique par groupe de 8 voies• temps de conversion par voie = 4 µs • un nombre de voies valides N compris entre 0 et 8

Temps de conversion = N * 4 µs

ATTENTION lors de l ’utilisation des déclenchements communs :masquer les voies inutilisées pour éviter un temps de conversion systématique de 32 µs

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temps mort du codeur ?

tOU GATE

DECi [1..32]DEC G1,G2

temps mort du codeur = (temps du OU GATE) + N*4µs

READOUT*

MRST(GMT)

temps mort codeur lecture

CODING*

VAL

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MODE SYNCHRONE => toute voie déclenchée est VALIDE donc CONVERTIE

Durée REGLABLE

Durée VARIABLE

t

INHIBITION DES DECLENCHEMENTS

CODING*

INH*(GMT)

Signauxphysiques

GATEi [1..32]

DECi [1..32]DEC G1,G2

CT*(GMT)

READOUT*

MRST*(GMT)

Le codage commence en fin du OU des gates

MODES de FONCTIONNEMENT du CODEUR

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MODE ASYNCHRONE => toute voie déclenchée est VALIDÉ par le trigger, si son point de validation est compris dans la fenêtre VAL

CAS d ’une voie VALIDE

t

DEC G1,G2

GATEi [1..32]

DECi [1..32]

Signaux physiques

LT=VAL+PV

Point de validation (individuel par voie) compris dans VAL(retard programmable par rapport au déclenchement)

CT(GMT) doit arriver après la fin de VAL

0 a 2us

BUT => commencer les traitements analogiques sans attendre la décision du trigger

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MODE ASYNCHRONE => toute voie déclenchée est VALIDE si son point de validation est compris dans la fenêtre VAL produite par le trigger

CAS d ’une voie NON VALIDE

t

t

t

t

t

DEC G1,G2

GATEi [1..32]

DECi [1..32]

Signauxphysiques

LT=VAL+PV

Point de validation NON compris dans VAL

CT(GMT) doit arriver après la fin de VAL

0 a 2us

REMISE A ZERO de la voie pour éventuellement redéclenché

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POSSIBILITES CONFIGURABLES

MODE SYNCHRONE ou ASYNCHRONE

LECTURE des données en dépassement

TEST des fonctions du codeur (sans rien câbler !)• auto injection d ’une tension programmable (ADC)• auto injection d ’un courant programmable (QDC) • impulsion stop programmable (TDC)

Ordre de codage sur le signal CT ou INHIBIT

Désactivation de l ’échelle glissante (à eviter !)

Remise à zero automatique (en fin de lecture)

Masquages individuelles des voies

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UTILISATION DES LIGNES D’INSPECTIONS

2 lignes d’inspections LI1 et LI2 pour des signauxNUMERIQUES (gate,ct,inhibit…)

1 ligne d’inspection AI pour les signaux physiquesANALOGIQUES

1 ligne d’inspection LT pour vérifier EN MODE ASYNCHRONEla position du point de validation dans la fenêtre VAL issu du trigger

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GATE (LI1)

PHYSIQUE (AI)

VAL+PV(LT)

t

t

t

Impulsion en coïncidence avec la gate

Le point de validation est compris dans la fenêtre VAL du trigger

UTILISATION DES LIGNES D’INSPECTIONS

EXEMPLE TYPIQUE en MANIP

Monsieur le spectre y monte pas !

• Présence d ’un déclenchement (individuel,commun) ?• Si déclenchement, la gate est-elle présente ?• La voie est peut-être masquée ?• Le sommet de l ’impulsion de la VOIE N°X issu de la physique est-elle en coïncidence avec SA fenêtre d ’analyse ?• La voie est-elle valide (cas du mode asynchrone) ?

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20%

EFFETS DE BORDS

Pour bénéficier de la pleine dynamique (1000)Les impulsions physiques doivent anticiper la gatede 20% environ

fonction ADC

t

t

t

Fenêtre d ’analyse

déclenchement