H1 Protonen-Vorwärtsspektrometer

Im H1 Protonen-Vorwärtsspektrometer werden Wechselwirkungen untersucht, bei denen die Protonen unter einem so kleinen Winkel gestreut werden, dass sie das Strahlrohr nicht verlassen. Zum Nachweis dieser Teilchen werden in einiger Entfernung vom Wechselwirkungspunkt in sog. Römischen Töpfen (Roman Pots) Faserdetektoren in das Strahlrohr eingeführt und so nahe wie möglich an den Teilchenstrahl herangefahren. Die szintillierenden Fasern in Verbindung mit ortsempfindlichen Photomultipliern ermöglichen die Bestimmung von Spuren ionisierender Teilchen, die den Hauptstrahl verlassen haben. 
Die bestehende Anordnung von vier Roman Pots, die im Abstand von 60 bis 90 m vom Wechselwirkungspunkt installiert sind (Forward Proton Spectrometer FPS) wird nun um zwei weitere Detektoren ergänzt, die eine Distanz von 220 m zum Wechselwirkungspunkt haben (Very Forward Proton Spectrometer VFPS). 
Die VFPS Elektronik läßt sich schematisch so darstellen: 

H1 Very Forward Proton Spectrometer VFPS
Readout Scheme for one Pot

Jeder Topf ist mit 8 ortsempfindlichen Photomultipliern (PSPM) zu je 16 Kanälen ausgerüstet und stellt damit insgesamt 128 Spurinformationen zur Verfügung. Diese werden als analoge Impulse zunächst verstärkt und dann differentiell zu einem Überrahmen getrieben, wo sie nach der Digitalisierung durch 6 Bit ADC's in Schieberegistern (Pipeline) gespeichert werden. 
Zusätzlich gibt es in jedem Topf 16 kleine Szintillationsdetektoren, die eine schnelle Information über eine mögliche Spur liefern sollen (Trigger). Deren Signale werden über Komparatoren einem Trigger Board zugeführt, wo mit Hilfe logische Kombinationen Spurkandidaten entdeckt werden, die zu einem Triggersignal führen. 
Hat das H1 Experiment einen Trigger ausgelöst, wird der Schiebeprozeß in den Pipelines angehalten und die Daten des ausgewählten Ereignisses werden vom Crate Controller aus den einzelnen Schieberegisters ausgelesen und über einen Lichtwellenleiter zum Master Controller im Kontrollraum geschickt. 
Zur Steuerung und Synchronisation des Detektors gibt es eine weitere optische Übertragungsstrecke, auf der Kontrollsignale vom Kontrollraum zum Spektrometer gesendet werden. 

Das VFPS Electronics Manual beschreibt die Elektronik in allen Einzelheiten.

Weitere Entwicklungen betreffen die Kontrolle des Detektors.

Ein Temperatur - Monitor überwacht die Temperatur in den Töpfen und schaltet bei Überschreitung eines Grenzwertes die Spannungsversorgung ab. Die Computeranbindung erfolgt über den Feldbus CAN. Nähere Einzelheiten finden sich im Manual.

Die exakte Positionsbestimmung der Detektoren im Strahl geschieht mit Längenmeßgeräten der Firma Heidenhain. Eine kostengünstige Auslese der absoluten Position liefert das neu entwickelte CAN - Heidenhain - Interface, welches ebenfalls den Feldbus CAN zur Verbindung der weit entfernten Meßstellen benutzt. Wie im Manual nachzulesen ist, ist dieses Interface für alle Heidenhain - Encoder geeignet, die über eine ENDAT - Schnittstelle verfügen.

Ebenfalls am CAN Bus befindet sich ein Watch - Dog - Modul, welches im Falle des Versagens des Motor - Steuerungsprogrammes  das Herausfahren aller Detektoren aus dem Strahl veranlaßt. Im Manual ist die Funktionsweise dieser Einheit dargestellt.

Für die Überwachung der Hit - Rate im Detektor wurde eine Coincidence - Unit entwickelt, welche die frei programmierbare logische Verknüpfung der einzelnen Detektorsignale ermöglicht. Das Manual beschreibt den Aufbau.