German Title: Entwicklung des Kontrollsystems für den ALICE Übergangsstrahlungsdetektor und eines Test-setups zur Qualitätssicherung der front-end Elektronik

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Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Detektor-Kontroll-System (DCS) für den Übergangsstrahlungsdetektor (TRD) des ALICE Experiments am Large Hadron Collider entwickelt. Das TRD Kontrollsystem ist vollständig implementiert als eine detektororientierte Hierarchie von Objekten, welche sich wie End-Zustandsautomaten verhalten. Es kontrolliert und überwacht über 65 tausend front-end Elektronik (FEE) Einheiten, einige hundert low-voltage und eintausend high-voltage Kanäle, sowie weitere Subsysteme wie Kühlung und Gasversorgung. Die Inbetriebnahme des TRD Kontrollsystems fand während mehrerer Datennahmen mit ALICE unter Verwendung von Ereignissen aus der kosmischen Strahlung statt. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde ein Test-setup zur Qualitätssicherung der Massenproduktion von über viertausend FEE Readout-boards mit insgesamt 1.2 Millionen elektronischen Auslesekanälen des TRD entwickelt. Die Hardware- und Softwarekomponenten werden im Detail beschrieben. Zusätzlich wurde vorher eine Reihe von Leistungsuntersuchungen durchgeführt, welche die Strahlungstoleranz des TRAP-chips überprüft, der den Haupt\-bestandteil der TRD-FEE darstellt.

Translation of abstract (English)

Within this thesis, the detector control system (DCS) for the Transition Radiation Detector (TRD) of the ALICE experiment at the Large Hadron Collider has been developed. The TRD DCS is fully implemented as a detector oriented hierarchy of objects behaving as finite state machines. It controls and monitors over 65 thousand front-end electronics (FEE) units, a few hundred low voltage and one thousand high voltage channels, and other sub-systems such as cooling and gas. Commissioning of the TRD DCS took place during several runs with ALICE using cosmic events. Another part of this thesis describes the development of a test environment for large-scale production quality-assurance of over 4 thousand FEE read-out boards containing in total about 1.2 million read-out channels. The hardware and software components are described in detail. Additionally, a series of performance studies were carried out earlier including radiation tolerance tests of the TRAP chip which is the core component of the TRD~FEE.