KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen der LHC-Upgrades der nächsten Jahre wird auch eine Verbesserung des PräProzessors des ATLAS-Kalorimeter-Triggers durchgeführt, indem das dort installierte Multichip-Modul (MCM) durch neuere Hardware ersetzt wird. Die moderne Hardware, die sich insbesondere durch einen wiederprogrammierbaren FPGA und eine höhere Digitalisierungsfrequenz auszeichnet, eröffnet dabei neue Möglichkeiten für die im Trigger stattfindenden Berechnungen.

In dieser Masterarbeit wurde zum einen ein verbesserter Algorithmus zur Bestimmung der Strahlkreuzung (BCID) für saturierte Signale untersucht, welcher auf der höheren Digitalisierungsfrequenz de der neuen Hardware beruht. Dieser wurde zunächst anhand von Kalibrationspulsen studiert und mit dem bisher verwendeten BCID-Algorithmus verglichen. Für den neuen Algorithmus konnte dabei eine
höhere Maximalenergie nachgewiesen werden, bis zu der hin die korrekte Strahlkreuzung identifiziert wird, als für den bisher verwendeten Algorithmus. Anschließende Studien des Unterschiedes von Kalibrations- und Kollisionspulsen führten zu dem Ergebnis, dass der neue Algorithmus für Kollisionspulse auch bei der höchsten vorgesehenen Schwerpunktsenergie von 14 TeV die Trigger-Signale stets der korrekten Strahlkreuzung zuordnet.

Weiterhin wurden erste Tests für zwei Algorithmen zur dynamischen Korrektur des Pedestals durchgeführt, die eine genauere Messung der Energie der Trigger-Signale ermöglichen. Anhand eines einfachen Modells konnten erste Aussagen über die Verwendbarkeit dieser Algorithmen getroffen werden.

During the LHC upgrades that will take place in the next years the PreProcessor of the ATLAS calorimeter trigger will also be enhanced by installing a new replacement module for the multichip-module. Due to the modern hardware, which features a reprogrammable FPGA and faster digitisation rate, new approaches to the calculations done in the trigger will be possible.

In this thesis an enhanced algorithm for the bunch-crossing identification (BCID) for saturated signals was studied. It is based on the higher digitisation frequency of the new hardware. By using reconstructed calibration pulses, the behaviour of the new algorithm was studied and compared to that of the algorithm currently implemented. The maximum energy for which a correct BCID could be proven was shown to be higher for the new algorithm. Later studies of the differences in pulse shapes between calibration and collision showed that the new algorithm works correctly up to the highest foreseen center-of-mass energies of 14 TeV for collision pulses.

Furthermore, two algorithms for a dynamic correction of the pedestal were studied, which are able to enhance the energy measurement of the trigger signals. Using a simple model, a first assessment of the functionality of these algorithms were made.