Note ABES System development and validation for the CMS Inner Tracker at High Luminosity LHC Développement et validation du système d'acquisition de la trajectométrie interne de CMS pour LHC à haute luminosité Détecteur à pixels au silicium Trajectomètre interne de CMS Amélioration Développement du système Puce de lecture RD53A Électronique frontale Electronique analogique Capteur à pixels au silicium Diaphonie Liaison de données Câbles électriques légers Préaccentuation Silicon pixel detector CMS Inner Tracker Upgrade System development RD53A readout chip Front-end electronics Analogue front-end Silicon pixel sensor Cross-talk Data link Low mass electrical links Pre-emphasis 539.7 Grand collisionneur de hadrons Détecteurs de rayonnement Capteurs d'images CMOS Le détecteur à pixels de CMS, appelé le trajectomètre interne, va être entièrement remplacé pour LHC à haute luminosité. Le développement du système d’acquisition du nouveau détecteur repose sur plusieurs choix, chacun d’entre eux nécessitant une étude dédiée. La puce de lecture RD53A a été testée et ses trois électroniques analogiques frontales ont été comparées, ce qui a permis de choisir l’électronique Linéaire avec un circuit amélioré pour l’intégration dans la nouvelle puce de lecture de CMS. Deux méthodes de mesure de diaphonie dans les capteurs à pixels ont été proposées et vérifiées sur cinq capteurs dans le but de contribuer au choix entre les pixels carrés et les pixels rectangulaires. La diaphonie asymétrique de l’ordre de 10% a été mise en évidence dans les pixels rectangulaires et deux moyens de la réduire identifiés: la conception des pixels et la polarisation du préamplificateur. Finalement, différents prototypes de câbles électriques ont été évalués et comparés pour implémenter la liaison de données du détecteur assurant une intégrité des signaux électriques suffisante pour être correctement réceptionnés par la puce d’agrégation lpGBT. L’influence de préaccentuation implémentée dans RD53A sur la qualité du signal a aussi été étudiée. The CMS Inner Tracker pixel detector will be entirely replaced for the High Luminosity LHC. The development of the readout system for the new detector relies on several system choices each of which requires dedicated studies. The RD53A readout chip was tested and its three analogue front-ends were compared, which allowed to choose the Linear front-end with an improved design for integration into the new CMS readout chip. Two methods to measure cross-talk in pixel sensors were proposed and verified on five sensors to contribute to the choice between square and rectangular pixels. Asymmetric cross-talk of the order of 10% was put in evidence in rectangular pixels and two handles to reduce it were identified: the pixel design and the preamplifier bias. Finally, different prototypes of electrical links were evaluated and compared towards the implementation of the data link ensuring a sufficient signal integrity for a correct reception of the data by the lpGBT chip. The influence of pre-emphasis implemented in RD53A on the signal quality was also studied. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 71086624 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-03982095 application/pdf 70143622 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2021/EMRISKOVA_Natalia_2021_ED182.pdf http://www.theses.fr/2021STRAE020/abes https://theses.hal.science/tel-03982095 https://theses.hal.science/tel-03982095 https://theses.hal.science/tel-03982095 Emriskova Natalia 1991-03-26 FR 259280062 0408036558Y 21417023 4200002 https://theses.fr/2021STRAE020 2021STRAE020 https://doi.org/10.70675/4f15154bz118dz4d30z918dz802250b858fd 2021-07-22 Physique des particules élémentaires Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Andrea Jérémy MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 136227481 Mersi Stefano MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 259280704 Baudot Jérôme MADS_PRESIDENT_DU_JURY 151229856 Snoeys Walter MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 267598807 Seif El Nasr Sarah MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 267598890 Delaere Christophe MADS_RAPPORTEUR_1 192802011 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 157760502 93777 ddc:530 Andrea Jérémy Mersi Stefano Baudot Jérôme Snoeys Walter Seif El Nasr Sarah Delaere Christophe École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg) PDF 71086624