FPCCD readout

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FPCCD readout
齋藤智之 (東北大学)
CCDとASICをつなぐエミッタフォロアがうまく機能し、
正常に信号を読み出せた。
FPCCDのノイズを評価した。
2011年 1月 26日
Vertex Meeting
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CCD出力確認
新しいCCDとエミッタフォロアが実装された基板でCCD
の信号を読み出した。
CCD出力
水平方向クロック
リセット
問題なく読み出せている。
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CCDのノイズ
●
●
●
●
●
ショットノイズ
：√N、ペデスタル評価では0
固定パターンノイズ：ピクセル間のばらつき
ダークショットノイズ：暗電流によるノイズ
リセットノイズ
：スイッチ後に現れる
相関2重サンプリング回路で抑制可
読み出しノイズ
：ASIC、CCD出力部の回路、…
3
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ペデスタル2次元分布
CCDの1チャンネル分のペデスタルを読み出した。
室温
-40℃
冷却することでピクセル間のばらつきがかなり小さくなる。
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固定パターンノイズの評価
固定パターンノイズ：ピクセル間の出力のばらつき
CCD1行分のペデスタル分布(60/128行目)
室温
固定パターン
ノイズ
-40℃
冷却することで固定パターンノイズは小さくなっている。
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固定パターンノイズの評価(2)
1ch分の有感領域のペデスタル値をヒストに詰めて
固定パターンノイズを値を見積もった。
1ch分のペデスタル分布
室温
RMS
~116電子
-40℃
RMS
~32電子
ADCカウント
しかし、ここでの数値には固定パターン以外のノイズも含まれる。
CCDに関する全てのノイズといっても良い。
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読み出しノイズの評価
1ピクセルに関するペデスタル値を調べることで
読み出しノイズ(固定パターンノイズ以外)を評価する。
←これらのピクセルを調べた
ピクセル⑤のペデスタル分布
-40℃
室温
RMS
~100 電子
RMS
~40電子
・冷却することで要求性能50電子より小さくなった。
これはASICのノイズと同レベル。
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読み出しノイズの評価
読み出しノイズまとめ
疑問点
● 冷却により小さくなっている(温度に依存する)ノイズは？
・リセットノイズ
・ダークショットノイズ
● 固定パターンを含むノイズ(P5)より、読み出しノイズ
(P7)がほぼ同じ大きさであるのはなぜ？？
⇒ 今、1ADCカウントが40電子であるため、細かい
数字はあてにならない可能性大。
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予定
● Fe55を当ててX線を見る
⇒ ベリリウム窓の準備に時間がかかる
●
第2次試作ASIC
・ASIC納期 : 2/17
・評価基板も佐藤さんに準備を進めてもらっています。
⇒ 納期 : 2/25 ?

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