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2021-11-03T08:49:26Z

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Bei der SiPM-Platine handelt es sich um eine gedruckte Schaltung (PCB), die dazu dient, das Signal der SiPM-Szintillator-Kopplung anzudocken und zu einem Auslesegerät zu verarbeiten. Idealerweise sollten keine Informationen, wie z. B. das Timing des Szintillators, verloren gehen, und das Signal könnte auf der Platine verstärkt/verarbeitet werden. Bei einigen Anwendungen, die mit erheblichen Temperaturschwankungen verbunden sind, könnte auch ein Kompensator in die Platine eingebaut werden. Für das Muonpi-Projekt sollte die Platine lediglich in der Lage sein, die SiPM-Szintillator-Kopplung an die Auslesung anzudocken.

Die Schaltungskonfiguration der Leiterplatte hängt von der Anzahl der SiPMs ab, die sie aufnehmen muss. Für die Unterbringung eines einzelnen [https://www.ketek.net/wp-content/uploads/2017/01/KETEK-PM3325-EB-PM3350-EB-Datasheet.pdf Ketek PM3350-EB] SiPM ist die Konfiguration so, dass es nur mit Masse und Auslese/Bias verbunden wird. Für den Anschluss mehrerer SiPMs gibt es jedoch zwei mögliche Konfigurationen: die parallele (p) und die hybride (h) Konfiguration, wie unten dargestellt.

[[File:Jepretan Layar 2020-06-23 pukul 4.23.54 PM.png|thumb|Parallele (p) und hybride (h) Konfiguration des SiPM Boards <ref>[S. Zimmermann. The panda barrel-tof detector. DPG-Frühjahrstagung, Münster. Austrian Academy of Sciences, Stefan Meyer Insitute for Subatomic Physics, 28th of March, 2017.]</ref>. Der Signalpfad ist in rot dargestellt, der Vorspannungsstrom in grün und die Masse in blau.]]

Beide Konfigurationen sind in Bezug auf die Leistung recht ähnlich, wobei die Hybridkonfiguration eine etwas schnellere Anstiegsflanke aufweist (um einige ns <ref>[L. Nies, H. G. Zaunick, & K.-T. Brinkmann. Development of a SiPM-based readout-module for the characterization of various scintillator materials. arXiv. (2018). </ref>). Die Signalamplitude für die hybride Konfiguration nimmt um einen Faktor von <math>\frac{1}{\sqrt{N}}</math> ab, wobei N die Anzahl der SiPM ist, während sich die Signalamplitude für die parallele Konfiguration nicht ändert. Allerdings sinkt auch bei der parallelen Konfiguration das Timing mit der Anzahl der angeschlossenen SiPMs, so dass für Anwendungen, die sehr zeitempfindlich sind, die Hybridkonfiguration erforderlich sein könnte. Außerdem ist die Hybridkonfiguration komplexer, was ihre Herstellung teurer machen könnte. Der Einfachheit halber verwendet das MuonPi-Projekt daher die parallele Konfiguration. So bleibt die Einfachheit erhalten und es besteht die Möglichkeit, SiPM später hinzuzufügen. Der Schaltplan des SiPM-Boards für das MuonPi-Projekt ist unten abgebildet.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[File:SiPMBoard.png|thumb|none|300px|Schaltplan der im Muonpi-Projekt verwendeten SiPM-Platine<ref>[L. Nies, “Development of a sipm-based readout-module for the characterization of various scintillation materials (bachelor’s thesis),” (August 2017).]</ref>]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[File:Sipm pcb unmounted.png|thumb|none|300px|Foto der unbestückten SiPM-PCB V2.1]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[File:Sipm_pcb_parts.png|thumb|none|300px|Foto einer montierten SiPM-PCB V2.1 mit einem einzelnen SiPM (Standardkonfiguration), Gummiabstandshalter und Reflexionsfolie]] </li>
</ul></div>

SiPM-Platine - Revision history

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