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Conservatoire national des arts et metiers - CNAM (11/05/2001), Chausse Jean-Pierre (Dir.)
Etude et réalisation d'un circuit intégré spécifique de mise en forme de signaux délivrés par un détecteur pour une expérience de physique des particules
Laurent Royer1
ALICE Collaboration(s)
(11/05/2001)

Associé au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) du CERN, le détecteur ALICE sera, à partir
de 2006, dédié à l'étude du Plasma de Quarks et de Gluons, un état de dé-confinement de la matière.
Le système de déclenchement du spectromètre dimuons de ALICE sera constitué de 72 chambres à plaques
résistives (RPC) fonctionnant en mode streamer, fournissant près de 21 000 voies de mesure. Un premier
prototype de circuit intégré spécifique effectuant la mise en forme des signaux délivrés a été étudié. Son rôle
est de fournir une information logique précise en temps lorsque le signal d'entrée correspond au type
d'impulsion attendu. Réalisé en technologie AMS BiCMOS 0,8
µm, il intègre les fonctions suivantes : une technique de double discrimination nommée ADULT, un système de verrouillage évitant tout re-déclenchement sur une durée de 100ns, un délai variable et une mise en forme et un étage de sortie ECL.
Le schéma général a été divisé en plusieurs cellules qui ont été élaborées et simulées. La saisie des masques nécessaires à la fabrication par le fondeur a fait l'objet de beaucoup de soins pour optimiser les performances et la surface de silicium utilisée.
Quinze circuits prototypes ont été testés en laboratoire et sous faisceau de particules. Les résultats prouvent que les cellules implantées réalisent les fonctions demandées, et que le système ADULT améliore sensiblement la résolution temporelle. La consommation sera ramenée en dessous de la limite des 100 mW par voie en implantant dans le circuit un étage de sortie LVDS.
Ce travail a montré la faisabilité d'un circuit intégré spécifique adapté aux signaux particuliers délivrés par les RPC en mode streamer, dans les tolérances du cahier des charges notamment au niveau des coûts et de la consommation.
1 :  LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire [Clermont-Ferrand]
Physique/Physique des Hautes Energies - Expérience
électronique frontale – traitement du signal – ASIC – micro-électronique – détecteur RPC – discrimination – ALICE
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