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Test matrice 8x8 - PFM1
G. Rizzo-F. Morsani 1
G. Rizzo-F. Morsani - Universita’ & INFN Pisa PixFEL Meeting – 08 Oct. 2015
DAC1
DAC2 Amplifier
PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015
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Riassunto osservazioni su separazione DACs dello stesso pixel nella matrice
• Dai risultati dei test fatti fino ad ora si e’ ipotizzato che la separazione tra i 2 DAC dell’ADC di un pixel sia presente solo se 2-3 o piu’ pixel della matrice convertono in contemporanea:
– la contemporanita’ e’ possibile solo se i pixel operano sullo stesso cmd
– Se operano su cmd diversi, le conversioni NON sono contemporanee per ritardi tra propagazione segnali trg1 vs trg2 (testbaord o on chip).
• La recente simulazione su ADC riproduce l’effetto di separazione tra DACs: assorbimento sul riferimento di tensione Vref_ADC_10 + presenza di induttanze (5 mH) dovute ai bonds.
– Trovata cura per separazione cambiando il design degli “switch” ADC (prox. Sottomissione)
– Per la vecchia versione del chip (come quello in test) la simulazione indica che la separazione sul pixel scompare spostando l’istante di conv. di quel pixel (anticipando/ritardando? Chiedere a Luca come ha fatto la simulazione) di ~ 100 ps rispetto a quella degli altri 63 della matrice.
• Proviamo un test per confermare che la causa della separazione dei 2 DAC sia la contemporaneita' tra le conversioni e studiare quale delay tra singoli pixel puo’ curare il problema
– 63 pixel danno assorbimento molto piu’ grande di 1 singolo pixel quindi ci aspettiamo che ritardi <100ps siano
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Test sulla separazione dei DACs e
contemporaneita’ delle conversioni dei pixel in funzione del delay tra trg1 e trg0
• Introduciamo un delay variabile tra trigger1 e trigger0, ext al chip (con cavetti), per cambiare l'istante di conversione dei pixel che operano su CMD1 rispetto a CMD0 (delay 0 1 ns).
• Partiamo da una configurazione in cui un pixel solo converte su CMD1 e gli altri su CMD0 e si osserva che il pixel su CMD1 non ha separazione tra I DAC (non sono contemporanee le
conversioni!)
• Cambiando I ritardi (>0 o <0) cerchiamo di avvicinare la
conversione del pixel su CMD1 a quelle dei pixel su CMD0 e vedere quando i 2 DAC si separano e si riavvicinano:
dalla larghezza di questa curva si dovrebbe capire quanto dura il disturbo e si puo’ confrontare con la simulazione e forse capire che ritardo tra un pixel ed il successivo puo’ curare il problema
PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015 3 G. Rizzo-F.Morsani
4 G. Rizzo-F.Morsani PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015 4
Separazione DACs vs delay
cable delayadded(ps) DAC1pix DAC1pix Diff_DACpix
1 0 585 586 1
1+2 250 583 587 4
1+3 340 585 620 35
1+4 500 595 663 68
1+3+2 590 593 675 82
1+4+2 750 639 740 101
1+4+3 840 690 720 30
1+4+3+2 1090 733 739 6
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Separazione DACs vs delay
G. Rizzo-F.Morsani PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015 5
cable delayadded(ps) DAC1pix DAC1pix Diff_DACpix
1 0 585 586 1
1+2 250 583 587 4
1+3 340 585 620 35
1+4 500 595 663 68
1+3+2 590 593 675 82
1+4+2 750 639 740 101
1+4+3 840 690 720 30
1+4+3+2 1090 733 739 6
6 G. Rizzo-F.Morsani 6
0 200 400 600 800 1000
0 50 100 150 200 250
0 500 1000 1500
DACValue(ADC)
DiffDACs(ADC)
Delaytrg1-trg2(ps)
Delaytrg1-trg0
Diff_DACpixtrig1 DAC1pixtrig1 DAC1pixtrig1
PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015
Separazione DACs vs delay
cable delayadded(ps) DAC1pix DAC1pix Diff_DACpix
1 0 585 586 1
1+2 250 583 587 4
1+3 340 585 620 35
1+4 500 595 663 68
1+3+2 590 593 675 82
1+4+2 750 639 740 101
1+4+3 840 690 720 30
1+4+3+2 1090 733 739 6
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Alcune conclusioni:
test separazione DACs vs delay trg1-trg0
• Si osserva che se il delay=0 il pixel su CMD1 ha i 2 DAC identici
– gli altri 63 pixel, su CMD0, hanno DAC separati di 70-80 ADC.
PixFEL Meeting – Oct. 8th 2015 7
0 200 400 600 800 1000
0 50 100 150 200 250
0 500 1000 1500
DACValue(ADC)
DiffDACs(ADC)
Delaytrg1-trg2(ps)
Delaytrg1-trg0
Diff_DACpixtrig1 DAC1pixtrig1 DAC1pixtrig1
• Se si ritarda il trg1 vs trg0, il pixel su CMD1 comincia ad avere separazione tra i DAC (come i 63 pixel su cmd0) che aumenta fino ad un massimo di 100 ADC e poi ricala.
– Con 700 ps (+ delay cavetto 1 da misurare) si compensano I ritardi.
– La larghezza della curva di separazione vs ritardi O(1 ns) sembra indicare che il disturbo duri molto di piu’ dei 100 ps visti in simulazione?!
• Quando aumentiamo il ritardo dopo aver raggiunto massima separazione, i 2 DAC del pixel su cmd1 si riavvicinano MA si osserva anche che il segnale misurato e' molto minore di quello misurato a delay0. (150 ADC counts)
– Sappiamo che delay0 il segnale misurato e’ corretto perche’ risulta uguale a quello che si ha nel test fatto con il resto della matrice non converte)
Conversioni su cmd0 e cmd1 NON sono contemporanee ma sfasate temporalmente (testbaord o sfasamenti nel chip)
G. Rizzo-F.Morsani
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backup
G. Rizzo-F.Morsani PixFEL Meeting – July 6th 2015 8
