Thomas Fuljahn, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität H amburg, 1999 :

" Aufbau und Charakterisierung des schnellen Kontrollsystems für das Experiment HERA-B"


Schlagwörter: HERA-B, Datennahme und Trigger, Fast Control System
Summary

Kurzfassung

Zur Untersuchung der CP-Verletzung in Zerfällen von B-Mesonen wirdz.Zt. am Deutschen Elektronen Synchrotron DESY in Hamburg das Experiment HERA - B aufgebaut. Die zentralen Herausforderungen dieses Experimentes bestehen in einer hohen Dichte von Teilchenspuren im Detektor (ca. 200 Spuren pro Ereignis) und einem äußerst geringen Signal-zu-Untergrund-Verhältnis . Es ist notwendig, Daten aus ca. 540.000 Meßkanälen mit einer Ereignisrate von 10 MHz und einer Ausgangsrate der ersten Triggerstufe von 50 kHz totzeitfrei zu verarbeiten. Zur Verteilung von Zeitreferenzen, Trigger-Informationen und Testsignalenan die Ausleseelektronik aller Detektorkomponenten sowie für einige Funktionen zur Kontrolle der ersten Triggerstufe wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neuartiges schnelles Kontrollsystem entwickelt.In dieser Dissertation werden zunächst anhand einer Einführung in das Experiment und einer ausführlichen Beschreibung des Datennahmesystems die Anforderungen an dieses schnelle Kontrollsystem dargestellt. Der Motivationfolgt eine Beschreibung der Hard- und Software des Kontrollsystems. Die Zeitreferenz- und Triggersignale, die durch das System verteilt werden, werden charakterisiert. Anhand von Meßdaten aus dem HERA-B-Datennahmebetrieb1998 wird die gelungene Synchronisierung der Detektorkomponenten demonstriert. Abschließend werden Möglichkeiten zur Diagnose der ersten Triggerstufe gezeigt und potentielle Störeinflüsse des schnellen Kontrollsystems auf Messungen des Experimentes HERA-B diskutiert.

Titel

Kurzfassung

Summary

The experiment HERA-B is currently under construction at the DeutschesElektronen Synchrotron DESY in Hamburg and, upon completion, will investigate CP-violation in decays of B-mesons. The central challenges for this experiment are a high density of particle tracks in the detector (about 200 tracks per event) and an extremely small signal-to-background-ratio Data from 540,000 channels must be processed an event rate of 10 MHz and a first level triggerrate of 50 kHz without deadtime.A novel fast control system has been developed to distribute time references,trigger information and test signals to the front end electronics of all detector components as well as for some first level trigger control functions.This thesis starts with an introduction to the experiment and a detailed description of the data acquisition system which leads to the requirements forthe fast control system. The motivation is followed by a description of the fast control hard- and software. The time references and trigger signals,which are distributed by the system, are characterized. Successful synchronization of the detector components is shown by means of data fromthe 1998 HERA-B-operation. Finally some possibilities the system providesfor investigating the first level trigger and potential biases the fastcontrol system might give to HERA-B measurements are discussed.