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The CMS Inner Tracker, made of silicon pixel modules, will be entirely replaced prior to the start of the High Luminosity LHC period. One of the crucial components of the new Inner Tracker system is the readout chip, being developed by the RD53 Collaboration, and in particular its analogue front-end, which receives the signal from the sensor and digitizes it. Three different analogue front-ends (Synchronous, Linear, and Differential) were designed and implemented in the RD53A demonstrator chip. A dedicated evaluation program was carried out to select the most suitable design to build a radiation tolerant pixel detector able to sustain high particle rates with high efficiency and a small fraction of spurious pixel hits. The test results showed that all three analogue front-ends presented strong points, but also limitations. The Differential front-end demonstrated very low noise, but the threshold tuning became problematic after irradiation. Moreover, a saturation in the preamplifier feedback loop affected the return of the signal to baseline and thus increased the dead time. The Synchronous front-end showed very good timing performance, but also higher noise. For the Linear front-end all of the parameters were within specification, although this design had the largest time walk. This limitation was addressed and mitigated in an improved design. The analysis of the advantages and disadvantages of the three front-ends in the context of the CMS Inner Tracker operation requirements led to the selection of the improved design Linear front-end for integration in the final CMS readout chip.
Comparative evaluation of analogue front-end designs for the CMS Inner Tracker at the High Luminosity LHC
The CMS Inner Tracker, made of silicon pixel modules, will be entirely replaced prior to the start of the High Luminosity LHC period. One of the crucial components of the new Inner Tracker system is the readout chip, being developed by the RD53 Collaboration, and in particular its analogue front-end, which receives the signal from the sensor and digitizes it. Three different analogue front-ends (Synchronous, Linear, and Differential) were designed and implemented in the RD53A demonstrator chip. A dedicated evaluation program was carried out to select the most suitable design to build a radiation tolerant pixel detector able to sustain high particle rates with high efficiency and a small fraction of spurious pixel hits. The test results showed that all three analogue front-ends presented strong points, but also limitations. The Differential front-end demonstrated very low noise, but the threshold tuning became problematic after irradiation. Moreover, a saturation in the preamplifier feedback loop affected the return of the signal to baseline and thus increased the dead time. The Synchronous front-end showed very good timing performance, but also higher noise. For the Linear front-end all of the parameters were within specification, although this design had the largest time walk. This limitation was addressed and mitigated in an improved design. The analysis of the advantages and disadvantages of the three front-ends in the context of the CMS Inner Tracker operation requirements led to the selection of the improved design Linear front-end for integration in the final CMS readout chip.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2318/1840922
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione.
La simulazione si basa sui dati IRIS e presenta gli indicatori calcolati alla data indicata sul report. Si ricorda che in sede di domanda ASN presso il MIUR gli indicatori saranno invece calcolati a partire dal 1° gennaio rispettivamente del quinto/decimo/quindicesimo anno precedente la scadenza del quadrimestre di presentazione della domanda (art 2 del DM 598/2018).
In questa simulazione pertanto il valore degli indicatori potrà differire da quello conteggiato all’atto della domanda ASN effettuata presso il MIUR a seguito di:
Correzioni imputabili a eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori.
Presenza di eventuali errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS
Variabilità nel tempo dei valori citazionali (per i settori bibliometrici)
Variabilità della finestra temporale considerata in funzione della sessione di domanda ASN a cui si partecipa.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle regole riportate nel DM 598/2018 e dell'allegata Tabella A e delle specifiche definite all'interno del Focus Group Cineca relativo al modulo IRIS ER. Il Cineca non si assume alcuna responsabilità in merito all'uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione.