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PARISROC

PARISROC «Photomultiplier ARray Integrated in SiGe Read Out Chip», est une puce de lecture en AMS SiGe de 0,35 μm. Elle intègre 16 voies indépendantes qui fournissent chacune une mesure de charge et une mesure de temps.

Chaque voie amplifie et met en forme les signaux analogiques et assure la numérisation interne des données. Les principales spécifications de cette puce sont:

  • Un gain réglable voie par voie afin de compenser la variation du gain du tube du photomultiplicateur.
     
  • Un déclenchement automatique sur 1/3 du photoélectron (50 fC pour un gain de PhotoMultiplcateur de 106).
     
  • Mesure de charge allant de 1 photoélectron (160 fC) et jusqu'à 300 photoélectron (50 pC).
  • La mesure du temps se fait en deux étapes : un temps approximatif est donné par un compteur 24 bits à 10MHz et un temps fin par une rampe de 100 ns pour obtenir une résolution inférieure à 1ns.
     
  • Un ADC (Analog to Digital Converter) interne (convertisseur analogique à numérique).

La puce intègre de nombreuses fonctions car elle doit se déclencher de manière asynchrone sur n'importe quel photoélectron et doit fournir des données de temps et de charge numérisées. Les 16 voies fonctionnent indépendamment et sont gérées par une partie numérique commune.

L'ASIC est constituée de deux voies parallèles : une pour les mesures de charge et une autre pour les mesures de temps. La voie de charge est obtenue par deux voies (haut gain et bas gain), la première pour les petits signaux et la deuxième pour les grands signaux, afin d'obtenir une bonne précision de mesure de charge. La voie mesure de charge est réalisée par un préamplificateur de tension suivi d'un filtre de mise en forme lent (avec un temps de mise en forme variable jusqu'à 200 ns). Les deux signaux mises en forme (gain élevé et faible) sont ensuite stockés dans deux mémoires analogiques et l'un des gains est converti en données numériques grâce à un ADC interne.

La voie mesure de temps est réalisée par le préamplificateur à gain élevé suivi d'un filtre de mise en forme rapide (5 ns) et d'un discriminateur. Une mesure de temps "approximative" est effectuée par un compteur 24 bits. La mesure de temps fin est donné par un  TDC (Time to Digital Converter) suivi par un ADC.

Une partie numérique gère l'acquisition, la conversion et la lecture.

 

Plus d'informations (en anglais)