Service Electronique et Instrumentation Olivier Le Dortz LPNHE 30 Mai 2016.

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1 Service Electronique et Instrumentation Olivier Le Dortz LPNHE 30 Mai 2016

2 Composition de l’Equipe Electronique et Instrumentation Olivier LE DORTZ (IR1) Philippe BAILLY (AI) Pascal CORONA (IE2) Jacques DAVID (IEHC) Claire JURAMY (IR2) Sonia KARKAR (IR2) David MARTIN (IE1) Jean-Marc PARRAUD (AI) François TOUSSENEL (IR1) Alain VALLEREAU (IE1) Jean-Luc MEUNIER (CDD IR) Alassane SAMB (CDD AI) Stefano RUSSO (IR1, détachement 1 an) 2LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016 Pôle CAO et Câblage Marc DHELLOT (AI) Éric PIERRE (TCE) Julien CORIDIAN (TCN) Pôle Micro-Electronique Hervé LEBBOLO (IRHC) Francesco CRESCIOLI (IR2) 18 personnes (dont 2 CDD et 1 détaché)

3 Compétences de l’équipe 3LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016 Analogique Pascal CORONA Jacques DAVID Hervé LEBBOLO Jean-Luc MEUNIER Jean-Marc PARRAUD François TOUSSENEL Electronique Générale Philippe BAILLY Pascal CORONA Jacques DAVID Marc DHELLOT Hervé LEBBOLO Olivier LE DORTZ David MARTIN Jean-Luc MEUNIER Jean-Marc PARRAUD François TOUSSENEL Alain VALLEREAU FPGA Philippe BAILLY Pascal CORONA Marc DHELLOT Olivier LE DORTZ David MARTIN Jean-Luc MEUNIER Alain VALLEREAU Stefano RUSSO Francesco CRESCIOLI ASIC Analogique Hervé LEBBOLO Instrumentation Claire JURAMY Sonia KARKAR Stefano RUSSO Francesco CRESCIOLI Pôle CAO/Câblage Eric PIERRE Julien CORIDIAN Marc DHELLOT ASIC Numérique Stefano RUSSO Francesco CRESCIOLI Mécatronique Alassane SAMB

4 CAO et Câblage Personnel E. Pierre (PCB: CAO, dossiers de production) J. Coridian (Câblage, assemblage, réalisation de PCB) M. Dhellot (Librairies CAO) Moyens Chaîne logicielle de CAO/FAO PCB Cadence Ateliers de câblage Atelier de fabrication de PCB simples (2 couches) Machine de réparation des cartes électroniques complexes (connecteurs haute densité, BGA,...) Machine à pointes en salle blanche Accès à une machine à bonder sur le campus 4LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016

5 Projets « Astroparticules » AUGER / EASIER Maintenance système d’antennes Electronique générale et RF (antennes, système de radiodétection) J. David (IEHC), H. Lebbolo (IRHC), J.M. Parraud (AI) HESS Commissioning et Maintenance de l’électronique des caméras installées Electronique Analogique et Numérique F. Toussenel (IR1) CTA Prototypage et production de la carte Front-End de NectarCAM Electronique Front-End, Banc de test automatisé de production, Suivi de production P. Corona (IE2), S. Karkar (IR2), J.L. Meunier (CDD IR), F. Toussenel (IR1) Contrat GRANDProto TREND Conception et test de cartes analogiques/numériques (radiodétection) Livraison au 1 er semestre 2016 P. Bailly (AI), J. David (IEHC), D. Martin (IE1) 5LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016

6 Projets « Cosmologie » LSST Réalisation de 2 ASICs au LPNHE (ASPIC et CABAC) Test de production des ASICs ASPIC, Mécatronique Carrousel Electronique front-end, Banc de test de production, Calibration, Instrumentation CCD (~2017) P. Bailly (AI), M. Dhellot (AI), H. Lebbolo (IRHC), C. Juramy (IR2), A. Samb (CDD AI) DAMIC Conception d’ASICs de lecture et de contrôle de CCD, Cartes de tests et d’acquisition Micro-électronique analogique bas bruit, front-end, filtrage numérique en FPGA P. Bailly (AI), M. Dhellot (AI), H. Lebbolo (IRHC), D. Martin (IE1) Démarrage de l’activité fin 2015 DESI Tests chez le fabricant puis Calibration sur site des spectrographes Démarrage de l’activité fin 2015 S. Karkar (IR2) 6LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016

7 Projets « Accélérateurs » ATLAS SLHC Conception (et Coordination) de la puce AMChip pour FastTrack (trigger ATLAS), Bancs de test numérique et d’instrumentation pour capteurs à pixels Micro-Electronique Numérique, Banc de Tests, FPGA ( ~2017-18) P. Bailly (AI), F. Crescioli (IR2), O. Le Dortz (IR1) ILD Calice Application pour ATLAS-HGTD (High Granularity Timing Detector) Réalisation d’un automate de collage de détecteur à silicium sur PCB, caractérisation Contrôle/Commande, Banc de test (firmware, logiciel), Instrumentation ( ~2025?) J. David (IEHC), J.M. Parraud (AI) LHCb upgrade Système Back-end de l’électronique du tracker à fibres scintillantes Electronique Numérique FPGA, Firmware (Commissioning 2019) O. Le Dortz (IR1) 7LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016

8 Concept du projet DAQ GRANDproto 8LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016 200’000km² - 200’000 antennes

9 DAQ GRANDproto Réseau radio: 35 antennes x3 voies (x,y,z) Trigger, traitement du signal et digitisation en front-end. Communication avec DAQroom via fibres optiques. Prototype développé par le LPNHE via contrat avec NAOC (cout: 35k€): D. Martin (50%), P. Nayman (20%), J. David (30%), P. Bailly (10%) Production (35 unités): entreprise STAE via contrat avec NAOC (cout: 66k€) Antennes Scintillateurs 35 antennes 3D 24 scintillateurs DAQ Room: ~2km  GRANDproto setup

10 DAQ GRANDproto - Détails – Filtrage 30-100MHz en sortie d’antennes – Trigger sur le signal analogique – Détection d’enveloppe (Power Detector) car info pertinente = amplitude, conservée par le traitement. – Numérisation front end 60-100MHz – Timing GPS – Cycle utile de 100% jusqu’à un taux de trigger de ~1kHz Simulated signal at filter output Simulated signal at power detector output Simulated signal at ADC output (60MS/s)

11 DAQ GRANDproto - Statut Tests sur site GRANDproto en avril 2016: – Slow-control & communication avec DAQ room: OK – Partie analogique OK – Stabilité – taux trigger OK. – Pb numérisation du signal: en cours d’étude. D. Martin @ GRANDproto DAQroom On-site test Signaux analogiques en sortie du détecteur de puissance VzVz VyVy VxVx

12 Tendances et Perspectives Ces dernières années, renforcement du service en instrumentation: compétences « mixtes » électronique/informatique/analyse/banc de tests Réalisation de cartes et câblage: Adaptation aux nouvelles contraintes (haute densité d’intégration, signaux rapides) à la fois en technique de CAO et en câblage Une seule personne par poste/métier. Besoin de renforcer l’équipe, notamment en CAO Expertise en électronique numérique (FPGA et micro-électronique numérique): socle de compétences solide, grâce à la formation et aux recrutements ces dernières années. Expertise en électronique analogique: À l’échéance de 3-5 ans, risque de perte de l’expertise en électronique analogique notamment en micro-électronique analogique. 12LPNHEService Electronique et Instrumentation30 Mai 2016

13 Backup 13

14 Contexte du projet DAQ GRANDproto Problématique centrale: radiodétection autonome des gerbes atmosphériques? Possible (TREND, AERA, CODALEMA), mais avec une efficacité réduite (<10%)… Pb de cycle utile DAQ? Mise en place d’un setup dédié permettant d’évaluer quantitativement l’efficacité de détection radio: GRANDproto. GRANDproto: réseau hybride de 35 antennes 3D (mesure de polarisation) et 24 scintillateurs (validation a posteriori des candidats radio EAS). En cours de déploiement. Financement: NAOC & IHEP. Azimuthal distribution dN/d  (Normalized) Zenithal distribution dN/d  (Normalized) Data Simu EAS TREND (Article in prep)