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Roland Bramm

• Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung des ALTRO Chips (ALICE TPC Readout), der ein integraler und wichtiger Bestandteil der Auslesekette des TPC (Time Projection Chamber) Detektors von ALICE (A Large Ion Collider Experiment) ist. ALICE ist ein Experiment am noch im Bau befindlichen LHC (Large Hadron Collider) am CERN mit der zentralen Ausrichtung, Schwerionenkollisionen zu untersuchen. Diese sind von besonderem Interesse, da durch sie ein experimenteller Zugriff zu dem QGP (Quark Gluon Plasma) existiert, dem einzigen vom Standardmodell vorhergesagten Phasenübergang, der unter Laborbedingungen erreichbar ist. Im Jahr 2004 wurden Messungen an einem Teststrahl am CERN PS (Proton Synchrotron) durchgeführt. Der Prototyp wurde voll mit FECs bestückt, was 5400 Kanälen entspricht und einer anderen Gasmixtur (Ne/N2/CO2 90%/5%/5%) befüllt. Für das optimale Leistungsverhalten der ALICE TPC muß der Digitalprozessor im ALTRO, bestehend aus vier Berechnungseinheiten, mit den passenden Werten konfiguriert werden. Der Datenfluss beginnt mit dem BCS1 (Baseline Correction and Subtraction 1) Modul, das systematische Störungen und die Grundlinie entfernt. Da der ALTRO kontinuierlich das anliegende Signal abtastet, entfernt es automatisch langsame Grundlinienveränderungen, die Beispielsweise durch Temperaturänderungen auftreten können. Gefolgt von dem TCF (Tail Cancellation Filter), der den Schweif des langsam fallenden, vom PASA generierten Signals entfernt. Um die nichtsystematischen Störungen der Grundlinie zu entfernen, folgt die BCS2 (Baseline Correction and Subtraction 2), die auf einer gleitenden Mittelwertsberechnung mit Ausschluß von Detektorsignalen über einen doppelten Schwellenwert basiert. Die finale Einheit für die Signalverarbeitung ist die ZSU (Zero Suppression Unit), die Meßpunkte unterhalb eines definierten Schwellwertes entfernt. Hier wird der weg beschrieben die TCF und BCS1 Parameter aus vorhandenen Detektordaten zu extrahieren. Während der Analyse der Daten von kosmischen Teilchen fiel bei Signalen mit hoher Amplitude (>700 ADC) eine zusätzliche Struktur in dem Schweif auf. Der Monitor wurde deswegen mit einem gleitenden Mittelwertfilter erweitert, worauf sich diese Struktur auch in kleineren Signalen (> 200 ADC) zeigte. Dieses Signal wird von Ionen erzeugt, die zur Kathode oder zu den Pads driften, bisher ist jedoch weder die Streuung der Elektronenlawine an der Anode, noch die Variationsbreite in den erzeugten Elektronlawinen verstanden oder gemessen worden. Eine erfolgreiche Messung, sowie Charakterisierung wird in dieser Arbeit beschrieben. Im Jahr 2005 im Sommer beginnt der Einbau der Gaskammern der TPC in ALICE, die Elektronik folgt am Ende dieses Jahres. Parallel hierzu wurde der Prototyp der TPC wieder in Betrieb genommen und im Frühling wird ein kompletter Sektor mit der Detektorelektronik ausgestattet. An diesen zwei Aufbauten wird die ALTRO Charakterisierung fortgeführt, verfeinert und komplettiert.