La electrónica


RAM side Electronics

Módulos RAM de la electrónica de AMS.

El número de canales de electrónica en AMS-02 (~ 300 000 channels) es equivalente a todos los canales de electrónica de la ISS. Esta gran cantidad de electrónica es necesaria para poder operar el espectrómetro AMS.

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¿Por qué necesitamos tanta Electrónica?

Hay 650 tarjetas de electrónica que mantienen AMS-02 funcionando. Realizan gran cantidad de tareas muy diversas, desde la distribución de tensión hasta la adquisición de los datos (DAQ). Veamos algunos ejemplos.

Electrónica Común: en este sistema hay algunas tarjetas muy básicas. Por ejemplo, el Sistema de Distribución de Tensión (PDS) que alimenta todas las tarjetas electrónicas de AMS a partir de la ISS. El JMDC (Ordenador Principal del DAQ) es capaz de enviar y recibir comandos de todas las tarjetas, de recoger los datos y de realizar algunos análisis en vuelo. Una estrategia común implementada en toda la electrónica de AMS es la redundancia: hay por ejemplo 4 tarjetas JMDC en AMS.

Electrónica de los Subsistemas: muchas tarjetas de electrónica son específicas de los detectores. Por ejemplo, las del Sistema Criogénico (CAB) contienen toda la electrónica necesaria para cargar el SCM y controlar las válvulas, los calentadores, los dispositivos criogénicos,…

Electrónica del DAQ: a pesar de que los requerimientos de la física son diferentes para cada sub-detector, hemos desarrollado un diseño unificado para la electrónica del DAQ. Las señales analógicas de los diferentes sub-detectores se digitalizan (generalmente mediante un Convertidor Analógico-Digital: ADC) y se comprimen en las Tarjetas de Reducción de Datos (TDR para el Detector de Trazas, RDR para el RICH, EDR para el ECAL etc.). El siguiente nodo en este esquema, el JINF, recibe los datos de hasta 24 xDR, se compilan, se almacenan en un buffer y se pasan al JMDC. El JMDC recibe el suceso completo y lo analiza para asegurar que puede contener información de la física interesante comprobando también el funcionamiento del detector. Los sucesos seleccionados se almacenan después en un buffer y se envían al HRDL (High Rate Dynamic Link) tan pronto como sea posible.

The DAQ Electronics Treene

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¿Cómo está construida la Electronica?

Los requerimientos para la electrónica que ha de funcionar en el espacio son todo un reto: tiene que resistir intensas vibraciones, operar en vacío, en ausencia de gravedad y con ciclos térmicos extremos. Y aún más importante: ha de resistir las radiaciones. AMS utiliza unos chips especiales que toleran la radiación y fueron desarrollados para aplicaciones en física de altas energías. Son unas 10 veces más rápidos que los ordenadores habituales utilizados en misiones espaciales y nos permiten digitalizar 300 000 canales de datos 2 000 veces por segundo. Todas estas tarjetas han sido diseñadas especialmente para la Colaboración AMS. La redundancia se implementa sistemáticamente: cada tarjeta, cable y conector están, al menos, duplicados.