Missions

Le Service Electronique Physique (SEP) se compose de 14 personnes, dont 9 ingénieurs électroniciens et un apprenti ingénieur en alternance au CNAM.

Les missions du service sont l’étude, le développement, la production et l’intégration de l’instrumentation électronique spécifique associée aux détecteurs employés en Physique Nucléaire. L’activité principale concerne l’électronique analogique d’interface avec les détecteurs, essentiellement les préamplificateurs, et les ensembles numériques de conditionnement du signal.

Les principales applications sont la spectroscopie, la calorimétrie et la reconstitution de traces (tracking). Les techniques mises en œuvre sont en général basées sur des mesures de charges et courants électriques issues des détecteurs (gazeux, à semi-conducteurs, à base de scintillants et de photomultiplicateurs).

Au-delà du conditionnement du signal au sens strict, le service conçoit et réalise des interfaces digitales complexes entre les détecteurs et les processeurs d’acquisition. Ces réalisations font largement appel aux circuits logiques programmables. L’équipe dispose d’un savoir-faire significatif dans ce domaine, tant dans la conception à base de FPGA (Field Programmable Gate Array) que dans celle des processeurs.

Les études et réalisation des projets sont souvent menés en étroite collaboration avec le service R&D Détecteurs pour la partie frontend et avec le S2I pour la partie acquisition.

 Du fait de l’augmentation importante du nombre de voies des détecteurs actuels, l’instrumentation fait de plus en plus appel à des solutions basées sur des circuits intégrés spécifiques (ASIC). Une équipe spécialisée, dotée d’outils informatiques performants a été constituée pour répondre à ces besoins.

Les différents circuits imprimés sont développés à l’aide de la chaîne de conception IAO/CAO Cadence. En ce qui concerne la fabrication, le service est généralement chargé de fournir des systèmes complets, prêts à l’emploi. La réalisation des équipements est confiée soit à l’atelier de fabrication du SEP, soit à des sous-traitants industriels. L’atelier dispose des moyens nécessaires à la réalisation de la plupart des prototypes et à la maintenance des équipements en phase d’exploitation.

Le Service Electronique Physique

Equipes et Organisation

Le service est organisé en trois groupes qui interviennent sur tous les projets : les groupes d’electronique analogique et numérique et l’atelier. Le fonctionnement par projets se fait de manière transverse. Chaque projet est soutenu par un physicien dans le cadre d’un projet de recherche. Cette organisation présente un caractère dynamique et évolue en fonction des besoins.

Atelier et cellule achats

Ce groupe de 5 personnes est chargé de la fabrication et de la maintenance des instruments. Les prototypes des cartes électroniques sont généralement assemblés en interne. Deux personnes ont une expertise particulière dans le domaine des composants à montage en surface (CMS). Elles disposent notamment d’un automate d’insertion qui permet la réalisation locale de petites séries. Le groupe se charge également de superviser les opérations de sous-traitance lorsque les quantités sont importantes ou qu’une technique particulière est requise. Dans ce dernier cas, elle sélectionne le fabricant, passe la commande et assure le suivi complet de l’opération.

Une personne enfin se charge de l’achat et de la documentation des composants électroniques et de la gestion d’une base de données. Elle commande et fournit toutes les pièces nécessaires à la production interne et souvent à la production en sous-traitance (panier garni).

Conception de Circuits Intégrés

Bien qu’appartenant également à des équipes projets, deux ingénieurs sont experts en conception de circuits intégrés. Les designs les plus récents sont un pipeline analogique destiné à l’échantillonnage de signaux à grande vitesse et une conception d’un bloc de codage de temps double rampe sur l’ASIC PARISROC en collaboration avec Oméga pour le projet PMm2. Le groupe a également conçu la section « énergie » du chip MUST II développé en partenariat avec le CEA.