Multiplexed Readout for an Experiment with a Large Number of Channels Using Single-Electron Sensitivity Skipper-CCDs

Autores
Chavez, Claudio R.; Chierchie, Fernando; Sofo Haro, Miguel Francisco; Lipovetzky, José; Fernández Moroni, Guillermo; Estrada Arias, Juan Manuel
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
This paper presents the implementation of a multiplexed analog readout electronics system that can achieve single-electron counting using Skipper-CCDs with non-destructive read-out. The proposed system allows the best performance of the sensors to be maintained, with sub-electron noise-level operation, while maintaining low-bandwidth data transfer, a minimum number of analog-to-digital converters (ADC) and low disk storage requirement with zero added multiplexing time, even for the simultaneous operation of thousands of channels. These features are possible with a combination of analog charge pile-up, sample and hold circuits and analog multiplexing. The implementation also aims to use the minimum number of components in circuits to keep com-patibility with high-channel-density experiments using Skipper-CCDs for low-threshold particle detection applications. Performance details and experimental results using a sensor with 16 output stages are presented along with a review of the circuit design considerations.
Fil: Chavez, Claudio R.. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Universidad Nacional de Asunción; Paraguay. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Chierchie, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Sofo Haro, Miguel Francisco. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Lipovetzky, José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina
Fil: Fernández Moroni, Guillermo. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Estrada Arias, Juan Manuel. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
Materia
ANALOG CHARGE PILE-UP
CCDS
MULTIPLEXED READOUT ELECTRONICS
SKIPPER-CCD
SUB-ELECTRON COUNTING
ULTRA LOW NOISE
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Fil: Chavez, Claudio R.. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Universidad Nacional de Asunción; Paraguay. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Chierchie, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
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Fil: Lipovetzky, José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina
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