Contents
•  Check the qt‐gen. which was used in elec. calibra7on tes •  Bunch by bunch measurement QT check
問題提起
•  今回SiQ/CT5の値がこれまでと比べ、5%ほど上
がっている。 •  考えられる原因 –  今年1月と10月に行ったエレキキャリブレーション時に
使用したQTの出力電荷の違い •  10月に使用したQTでは1月のと比べ出力電荷が小さい可能
性がある •  それにより校正値が増加し、SiQ/CT5の値も上がった可能性
がある –  これを検証するためオシロを用い、本当に出力電荷
が異なっているのか調べた
Setup
同じケーブル PC
CAMAC クレートコントローラ
QT‐Gen 10月使用
QT‐Gen 1月使用
Oscillo Scope
同じchを使用 •  2つのQTを同時に測るのではなく、1つのQTに
ついて別々に計測 –  同じcable、ch(oscillo scope)を使用 –  Ch間の個性の違いを回避 V (mV)
V (mV)
波形
拡大
Time (s)
•  1月に使用したQTの出力波形 (600pC) •  CSVファイルにてFull scaleで取得 (‐20us ~ +20us) •  4nsごとに電圧をプロットしたもの
Time (s)
出力電荷測定
ペデスタル
積分
コブ
~peak+12us
ペデスタル
積分
コブ
~peak+12us
Time (s)
• 
• 
• 
左図：1月使用時のQTの出力波形(600pC), 右図：10月使用時のQTの出力波形(600pC) 波形が来てからおよそ15us後にコブのようなものが見られる • 
電荷を測定するための積分範囲を peak ‐ 10ns ~ peak + 12us とした –  10月使用時と1月使用時のQT両方に見られた –  十分に広く取り、かつコブは含めない –  ペデスタルには積分が始まる前の範囲を利用 Time (s)
出力電荷測定結果
QT
出力電荷
ノイズ (Pedestal RMS)
指定値
(600pC)に対
する不足分
1月使用
577.8 pC
13.2mV
3.7%
10月使用
557.8 pC
13.1mV
7.0%
両者の違い
3.1%
•  600pC指定で出力させた電荷を全ページの積分範囲で求めた •  両者共に指定値より低い電荷 •  さらに10月に使用したQTは1月のそれより3%低い –  ノイズは両者でほとんど変わらないため、実際に出力が相対的に3%
下がっていると考えれる。 QT比較
•  QTの出力を600、480、360、240、120pCと変
え、それぞれの出力で２つのQTの出力電荷
に違いがあるかさらに検証 •  積分範囲は先ほどのように広く取るのではな
く、実際にキャリブレーションの時に取った範
囲に近い形で行う。 QT比較
Data from calibra7on test
積分範囲 ‐ 150ns ~ + 450ns
•  上図：キャリブレーションで得られた波形 –  この時の積分範囲は peak ‐150ns(10bin) ~ peak + 450ns(bin)と
していた •  FADCで読んでいたので、波形は実際の形よりなまっている。 –  実際の波形に対する積分範囲はもっと狭いはず –  その積分範囲を見積もるのは難しいため、次ページのようにし
てQTの出力電荷(積分電荷)の比較を行った V (mV)
QT比較
固定
Peak+50ns
Peak+80ns..
ペデスタル
Time (s)
•  積分始まり (peak – 10ns )を固定し、積分の終わりを以下のように変
えていく –  Peak + 50ns, Peak + 80ns, … Peak + 470ns –  Cf. キャリブレーション時はpeak + 450nsまで積分 –  ペデスタルは積分前の値を使用 •  各範囲における積分電荷を計算し、2つのQTの電荷を比較してい
く Charge (C) Charge (C) QT比較
± 0.17 %
Integra7on range (s)
• 
• 
• 
• 
• 
出力：600pC
± 0.17 %
Integra7on range (s)
各積分範囲に対する積分電荷 (600pC) 左図： 1月使用時のQT 右図：10月使用時のQT 積分範囲による積分電荷の違いは0.17%ほどでしかないこの範囲で1月QTと10月QTの電荷の違いを見積もった Charge ra7o of Oct. to that of Jan.
QT比較
出力：600pC
+0.4%
‐0.1%
Integra7on range (s)
•  上図：1月QTに対する10月QTの積分電荷の違いを各積分範
囲でプロットしたもの •  この範囲でのMeanを計算し、そのMeanからの最大のずれ
を誤差とする –  上図の場合だと ‐3.40% +0.38%/‐0.08% QT比較その他出力電荷の比較
出力:240pC
Charge ra7o of Oct. to that of Jan.
Charge ra7o of Oct. to that of Jan.
出力:480pC
Integra7on range (s)
出力:360pC
Integra7on range (s)
出力:120pC
全体的に3%ほど低い
Integra7on range (s)
Integra7on range (s)
QT比較結果
240pC
360pC
480pC
600pC
1月QTと
の違い
‐3.12%
‐3.12%
‐3.08%
‐3.24%
‐3.40%
誤差
+0.24% ‐0.18%
+0.07% ‐0.06%
+0.08% ‐0.20%
+0.08% ‐0.06%
+0.38% ‐0.08%
%
120pC
•  各出力に対するQT間の違いは誤
差の範囲で一致している。 •  直線でFitし、その切片を計算 –  補正値：‐3.17% (±0.04% (ﬁt err.))
Output charge (pC)
Mu/CT5に対する補正 for Si
•  Mu/CT5の変化は以下の通り –  Run36 (run360117) (cut : horn < 251.3kA) •  Si: 35.3 nC/10e12ppp •  IC: 0.98 nC/10e12ppp –  Run34 (total) (spill ﬂag = 1) •  Si: 33.6 nC/10e12ppp •  IC: 0.96 nC/10e12ppp •  Siでおよそ5%, ICで2%増えている。(この2%は現在調査中) –  Si についてもICと同様キャリブレーションコンスタントとは別にこ
の2%の増加が含まれていると考えるのが自然。 –  とすると残りの3%は間違いなくキャリブレーションコンスタントの
増加から来ていると考えられる。 •  今回得られた補正値( ‐3.17% )と一致 Bunch by bunch measurement
調査
•  今回CTのタイミングが以前より22ns早くなった。 •  これはダイレクトにMUMONの測定にも効いている –  各バンチの積分電荷にも影響を与える。 MUMONでは各バンチの積
分の開始時間をCT5のタイミ
ング(にoﬀsetを加えたもの)
で求めている。したがってCT5のタイミング
がずれると、積分開始時間
がずれ、積分電荷に違いが
生じる。 (各バンチの積分範囲の長さ
は37bin (~355ns)で固定。)
ADC counts
•  これによりバンチごとのmuon yieldのばらつきが生じたのか
どうか調査を行った sample
調査方法
•  MUMON解析コード(MuAnaModule)内で、積分開
始時間を決める定義式に22ns分のオフセットを
加えプロセスを行う。 –  プロセスしたデータはrun#360096で、以前bunch by bunchのチェックを行ったのと同様のデータ •  これにより、run34以前とほぼ同様のタイミング
(積分開始時間)を得た事をアイスキャンで確認。 •  そしてバンチごとの積分電荷(CT5で規格化したも
の)を再度チェックした。 Si Q/ CT5 (nC/10e12ppp) Si Q/ CT5 (nC/10e12ppp) 結果
22ns加えた後
22ns加える前
Bunch • 
• 
• 
• 
Bunch by bunch で Si total charge / CT5を計算。それをplotしたもの左図：22nsのオフセットを加えた後右図：22nsのオフセットを加える前変化は見られない
Bunch まとめ
•  Bunch間のSiQ/CT5の違いはCT5タイミングの
ずれからでは説明できない •  引き続き調査を行う