1.3.1 Électronique
Nous allons maintenant présenter l’électronique et le fonctionnement de l’acqui-sition qui nous ont permis d’enregistrer les signaux issus des différents détecteurs. La figure 1.3.1 présente le schéma de l’électronique pour les différents détecteurs.
Figure 1.3.1 – Électronique pour les détecteurs silicium
Le détecteur de H+ est composé de 4 pistes. Nous utilisons un détecteur de 4 pistes car les dimensions du détecteur de H+ doivent être suffisemment grandes pour détecter tous les H+. Or un détecteur silicium simple de cette taille aurait une capacité trop élevée, ce qui augmenterait le bruit de manière considérable. Chacune des pistes est reliée à un préamplificateur (Ganil PAC 241) fournissant un signal de charge. Ces quatre signaux de charge sont amplifiés par un amplificateur. Après amplification 2 voies uniquement sont disponibles pour la détection des H+. En effet nous avions prévu d’utiliser un CAMAC composé d’ADC qui nous aurait permis la mesure des amplitudes des signaux de charge. Cet instrument est tombé en panne. Il a donc fallu mesurer tous les signaux avec les 8 voies du numériseur. Pour cela nous avons utilisé un amplificateur somme. On somme les signaux des pistes du H+ deux par deux en décalant au préalable l’une des pistes grâce à un amplificateur à retard. Les signaux de charges sont ensuite numérisés et envoyés
1.3 Mise en œuvre de la détection. à l’acquisition des données via un bus PCI. Les sorties charges sont aussi reliées à un SCA (Single Channel Analyser). En effet le SCA fournit un signal logique si l’une des pistes du détecteur de H+ (via un seuil fixé) réagit lors de la détection d’un H+ ce qui servira pour le déclenchement de l’acquisition.
Les autres détecteurs planaires sont reliés à des pré-amplificateurs ORTEC PAC 142B (sauf le détecteur de neutres qui est relié à un PACI) possédant une voie charge (Q) et une voie courant (I). Les voies courant des détecteurs silicium sont utilisées pour le déclenchement et la voie charge pour la détection. Le signal de charge Q est amplifié, numérisé puis envoyé à l’acquisition. Le signal de courant est amplifié grâce à un amplificateur rapide et transformé en signal logique avec un discriminateur à seuil.
Le signal issu de la galette est envoyé à un amplificateur rapide et lui aussi transformé en signal logique utilisé pour la détection de l’ion de recul He+.
Figure 1.3.2 – Chronogramme de l’acquisition des signaux
Le principe de détection repose sur une détection synchrone de tous les appa-reils. Un chronogramme de l’expérience est donné sur la figure 1.3.2 . Les signaux logiques issus de tous les détecteurs, sont transmis à un module réalisant un « ou ». Le signal de sortie, correspondant donc à un évènement physique détecté, est en-voyé à l’entrée du RTM. Ce module permet d’assurer la corrélation des évènements. Une bascule logique se ferme après chaque impulsion afin de laisser le temps à tous les signaux d’être enregistrés. Ce temps est de 200 ms pour la configuration avec caméra (laissant le temps pour l’enregistrement de l’image durant 160 ms) et de
2 µs avec la configuration sans caméra. Le signal de sortie du RTM déclenche l’enregistrement de l’image de la caméra lors d’un évènement physique et lance l’acquisition des données du numériseur pour l’évènement. Une fois l’acquisition terminée grâce au délai instauré le blocage se lève et l’acquisition est libre d’ac-cueillir un nouvel évènement.
Comme on observe sur la figure 1.3.1 , on notera que le RTM envoie aussi un signal trigger pour déclencher la Haute tension et ainsi couper le faisceau à chaque évènement.
1.3.2 Fonctionnement du système d’acquisition
La figure 1.3.3 présente le principe de fonctionnement de l’acquisition.
Figure 1.3.3 – Fonctionnement de l’acquisition
L’acquisition est contrôlée par trois ordinateurs. L’ordinateur AZ4PI qui est connecté au numériseur via un BUS PCI collecte les données des détecteurs silicium et de la galette. L’ordinateur IPNLINTDM6 qui va arrêter, démarrer et commander l’acquisition et l’ordinateur PCAGAT qui collecte les données issues de la caméra. Le programme informatique qui a pour rôle d’envoyer des ordres aux différents modules, nommés acteurs, se prénomme NARVAL et a été développé par Grave et al. en 2005 [64] (Nouvelle Acquisition temps-Réel Version avec Linux). C’est le chef
1.3 Mise en œuvre de la détection. d’orchestre ; il supervise l’acquisition et achemine les données en temps réel vers différents consommateurs dont la visualisation des signaux après traitements pour un contrôle en ligne de l’expérience ou encore l’écriture sur disque pour l’analyse postérieure. L’acteur premier utilisé dans l’acquisition est le producteur. Il collecte les données électroniques et s’occupe de la relecture des données. Il injecte les données dans le flot de données de NARVAL. Les intermédiaires auront pour rôle de transmettre les données et de construire les évènements. Les flots de données terminent dans les consommateurs qui vont générer des histogrammes et s’occuper du stockage des évènements.
L’acquisition est d’abord démarrée au niveau de la caméra via PC AGAT. Les acteurs de PCAGAT sont indiqués dans la figure 1.3.3. Une fois démarrée c’est l’acquisition ACQIRIS reliée au numériseur qui est mise en route par ordre de l’ordinateur IPNLINTDM6. L’acquisition est déclenchée par le trigger en sortie du RTM qui figure sur le schéma 1.3.1. À chaque donnée informatique est associée une date et une heure afin de synchroniser les évènements issus de la caméra et du numériseur. Pour permettre la synchronisation des données, Narval fait patienter l’acquisition au niveau d’AZ4PI afin de laisser le temps à PC AGAT d’engendrer les images issues de la caméra. PCAGAT ne reçoit pas les données d’ACQIRIS tant qu’il n’a pas terminé de traiter les anciennes. Une fois la récolte terminée, PC AGAT reçoit à la fois les données issues de la caméra dans le transmetteur Ca-méra et les donnés issues du numériseur dans le transmetteur Acqiris. Il construit alors un évènement qui recueille les données tamponnées de l’heure provenant du transmetteur Acqiris et du transmetteur caméra. Il compare alors les heures tamponnées, afin d’éviter toute décorrélation entre les données caméra et Acqiris et s’assure qu’il s’agit bien d’un même évènement. Les ordinateurs PCAGAT et AZ4PI sont bien sûr réglés à la même heure afin d’éviter tout décalage des hor-loges. En outre, il faut bien régler la porte de temps où on estime qu’il s’agit d’un seul évènement (200 ms).
Au final, les données caméra et acqiris sont concaténées en un seul évènement. Les données finales sont ensuite envoyées à des consommateurs. Le premier consom-mateur sauvegarde les données dans un disque dur sous un format figé qui contient pour chaque évènement les signaux de charge numérisés et l’image de la caméra correspondante. Le second nommé CVISU, reçoit le flux de données et génère les spectres et histogrammes. Ce consommateur nous permet de visualiser en temps réel les données enregistrées et de surveiller toutes anomalies sur les détecteurs. Enfin, le flux d’images est envoyé par la caméra à un dernier consommateur qui affiche les images dans une fenêtre SDL (Simple Direct Layer) de contrôle. On peut donc aussi voir les images enregistrées par la caméra en temps réel.