Система сбора данных для астрофизического комплекса "TUNKA"

Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (установки Тунка и ШАЛ-МГУ).  

Установка Тунка-133 расположена в Тункинской долине (республика Бурятия) в 50 км от озера Байкал. Установка регистрирует космические лучи по черенковскому свету, излучаемому в атмосфере заряженными частицами ШАЛ(широкие атмосферные ливни). Такой метод регистрации, при котором атмосфера выступает, как гигантский калориметр, позволяет достичь наилучшей точности в определении энергии космической частицы. Установка состоит из 133 оптических детекторов, расположенных на площади 1 км2. Светосила новой установки почти в 40 раз больше установки Тунка-25, работавшей в Тункинской долине до 2006 года. При создании установки были использованы все достижения современной электроники (передача информации по оптоволоконным кабелям, сверхбыстрые АЦП с частотой 200 МГц, перепрограммируемые логические матрицы), что качественно улучшило информацию о регистрируемом событии. Точность локации оси ШАЛ составляет 6 м, точность восстановления энергии - 15 %, а точность восстановления положения максимума развития ливня X- 25 г/см2. Информация о форме сигнала с каждого детектора позволяет восстанавливать положение оси ливня, даже если ось ливня находится вне геометрии установки. При этом эффективная площадь установки в области энергий выше 1017 эВ возрастаетпочти в 10 раз.

Для поиска возможного оптического сопровождения гамма-всплесков будет проводиться непрерывный мониторинг неба с целью поиска всех не содержащихся в астрономических каталогах объектов. Для этого на астрофизическом полигоне будет установлена мобильная астрономическая система телескопов-роботов МАСТЕР VWF (Very Wide Field), включающая 2 камеры сверхширокого поля (полное поле зрения 2000 квадратных градусов) и «большой» телескоп широкого поля зрения. Кроме синхронного оптического излучения источников гамма-всплесков, система телескопов будет фиксировать неизвестные астероиды, кометы и вспышки сверхновых космических объектов. Комплекс аппаратуры, сочетающий установку, регистрирующую вспышки атмосферного черенковского света, и системы оптических телескопов МАСТЕР может оказаться уникальным детектором особо интенсивных гамма-всплесков.

Платы управления оптическими детекторами в стандарте VME

 Протокол передачи данных в оптические детекторы
RS-485
Количество каналов
 8
Протокол обмена с контроллером сбора данных
VME
Температура эксплуатации
От 0° до +40
Температура хранения
От -40° до +40°

Платы делителей для ФЭУ

Количество активных динодов
 5
Выходные сигналы
 С анода и 4-го динода
 Количество усилителей на плате
 2
Диапазон линейности усилителей
 До 5 Вт
Температура эксплуатации
От -40° до +40
Температура хранения
От -40° до +40°

Платы синхронизации и управления измерительными модулями в стандарте VME

Скорость передачи данных по оптоволокну
1Gb/сек
Протокол передачи данных по оптоволокну
TCPIP.

 

Число оптических каналов на плате
4
Точность синхронизации
10 нс
Протокол обмена с управляющим компьютером
Ethernet, TCPIP
рабочий диапазон температур эксплуатации 
0 – +40 градусов
диапазон температур хранения
-30 +40 градусов
Срок эксплуатации не менее
не менее 10000 часов

Контроллеры оптических детекторов

Протокол передачи данных
RS-485
 8-разрядный ЦАП для управления источником высокого напряжения
 Диапазон постоянного напряжения 0 -3 в
4-ре управляемых ключа для подачи постоянного напряжения 
 Величина напряжения +12 в
Реверсивное управление движением защитной крышки модуля
да
Температура эксплуатации
 От -40° до +40°

Специализированные контроллеры для сбора данных в стандарте VME

Скорость передачи данных по оптоволокну
1Gb/сек
Протокол передачи данных по оптоволокну
TCPIP.
 
Число запросов от плат измерительных каналов
8
Протокол считывания данных измерительных каналов
VME
Временное окно выработки сигнала подтверждения
0.5 мкс
Точность синхронизации таймера контроллера
10 нс
рабочий диапазон температур эксплуатации
От 0 до +40 градусов
диапазон температур хранения
От -30 до 40 градусов
Срок эксплуатации не менее
не менее 10000 часов

 

Плата измерительных каналов на основе параллельных АЦП с частотой дискретизации 200МГц

Размер.стандарт
6U VME
Полная глубина дискретизации
5 мкс
Разрядность АЦП
12 бит
Амплитудный диапазон входных сигналов
-2.8 В – +2.8 В. 
Число каналов на плате
4
Число цифровых дискриминаторов на плате
2
Разрядность регулировки порога дискриминатор
8бит
Точность синхронизации
5 нс
рабочий диапазон температур эксплуатации 
От 0 до +40 градусов С 
диапазон температур хранения
От -30 до +40 градусов С 
Срок эксплуатации не менее
не менее 10000 часов