LHAASO 中 WCDA 读出电子学的精密时钟同步
仪器与探测器
2019-07-25 v1
摘要
水切伦科夫探测器阵列 (WCDA) 是大型高海拔空气簇射观测站 (LHAASO) 的关键部分之一。在 WCDA 中，3600 个光电倍增管 (PMT) 和前端电子学 (FEE) 分布在 90000 平方米的区域内，而读出电子学要求时间测量分辨率优于 0.5 ns。为实现如此高的时间测量精度，需要在 400 个 FEE（每个 FEE 负责 9 个 PMT 的读出）之间进行高质量的时钟分配与同步。为简化电子学系统架构，数据、命令和时钟通过光纤在 FEE 与时钟和数据传输模块 (CDTM) 之间 400 米的距离上同时传输。在本文中，我们提出了一种基于 White Rabbit (WR) 的新方法，以实现不同 FEE 之间完全自动的时钟相位对齐。我们对原始 WR 进行了增强，以克服由环境温度变化引起的时钟延迟波动。本文介绍了总体方案、原型电子学设计以及初步测试结果。结果表明，在 1 km 光纤上实现了优于 50 ps 的时钟同步精度，远超应用需求。
关键词
引用
@article{arxiv.1907.10314,
title = {Precise Clock Synchronization in the Readout Electronics of WCDA in LHAASO},
author = {Lei Zhao and Shaoping Chu and Cong Ma and Xingshun Gao and Yunfan Yang and Shubin Liu and Qi An},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.10314},
year = {2019}
}