L'hybride de lecture

Les pistes des substrats silicium sont lues par 4 ou 6 puces APV (Analogue Pipeline Voltage), chaque APV traitant 128 pistes. Chaque piste est lue par un préamplicateur de charge suivi d'un étage de mise en forme de 50 ns. Puis le signal est échantillonné à la fréquence du LHC (40 MHz) et stocké dans une mémoire analogique.

La figure montre la forme des données à la sortie de l'APV. La trame se décompose en trois parties :

1. un ensemble de 3 bits généralement à 1;
2. un ensemble de 8 bits définissant l'adresse de la mémoire analogique stockant les 128 échantillons que l'on désire lire;
3. un bit indiquant la présence d'une erreur;
4. la sucession des 128 niveaux analogiques représentant les voies du circuit;
5. et l'impulsion de synchronisation.

Figure: Trame de sortie du circuit APV.

Les principales fonctions de l'hybride (figure ) sont de supporter et de traiter la sortie des APV, de fournir un environnement peu bruyant, de contrôler le fonctionnement général du module. Trois ASICs (Application Specific Integrated Circuit) supplémentaires y sont intégrés :

• le circuit intégré PLL (Phase Locked Loop) décode le signal provenant du système de déclenchement du premier niveau sur un signal horloge à 40 MHz et synchronise la phase de l'horloge,
• le MUX multiplexe les signaux analogiques (à 20 MHz) provenant de 2 APV en un seul signal à 40 MHz,
• le DCU (Detector Control Unit) mesure la température de l'hybride, la puissance consommée par l'hybride et le courant de fuite du détecteur.

Figure: Photographie d'un hybride supportant 4 APVs pour les détecteurs silicium à micropistes.

L'hybride a donc en charge le système de lecture. Il doit pouvoir supporter de fort taux de radiations et être suffisamment plat et rigide pour un assemblage automatique des modules de détection. De plus, il doit être thermo-mécaniquement compatible avec le cadre en fibre de carbone et pouvoir efficacement évacuer la chaleur due à l'électronique.