On-Sky Performance of the SPT-3G Frequency-Domain Multiplexed Readout
On-Sky Performance of the SPT-3G Frequency-Domain Multiplexed Readout
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SPT-3G 频域复用读数的空中性能
DOI：
10.1007/s10909-019-02280-w
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发表时间：
2020
影响因子：
2
通讯作者：
Byrum, K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bender, A. N.;Anderson, A. J.;Avva, J. S.;Ade, P. A.;Ahmed, Z.;Barry, P. S.;Basu Thakur, R.;Benson, B. A.;Bryant, L.;Byrum, K.
频域多路复用(FMux)是一种用于读出大量过渡边缘传感器(TES)测辐射热计的成熟技术。多路复用模块中的每个TES具有唯一的交流电压偏置，该偏置由谐振滤波器选择。该方案允许在一对导线上操作和读出多个测辐射热计，减少了亚开尔文级的热负荷。南极望远镜目前的接收器SPT-3G使用68x fMux系统来操作其16,000字节测辐射热计的大幅面相机。我们在这里介绍了SPT-3G读数的成功实施和在天空中测量的性能。对噪声的表征显示，中值对差1/f膝部频率为33 MHz，表明读数中的低频噪声不会限制SPT-3G在大角度尺度上对天空功率的测量。测量还显示，每个SPT-3G观测频带的读数中位数白噪声水平低于光子噪声的预期水平，表明SPT-3G工作在光子噪声为主的区域。
Frequency-domain multiplexing (fMux) is an established technique for the readout of large arrays of transition-edge sensor (TES) bolometers. Each TES in a multiplexing module has a unique AC voltage bias that is selected by a resonant filter. This scheme enables the operation and readout of multiple bolometers on a single pair of wires, reducing thermal loading onto sub-Kelvin stages. The current receiver on the South Pole Telescope, SPT-3G, uses a 68x fMux system to operate its large-format camera of16,000 TES bolometers. We present here the successful implementation and performance of the SPT-3G readout as measured on-sky. Characterization of the noise reveals a median pair-differenced 1/f knee frequency of 33 mHz, indicating that low-frequency noise in the readout will not limit SPT-3G’s measurements of sky power on large angular scales. Measurements also show that the median readout white noise level in each of the SPT-3G observing bands is below the expectation for photon noise, demonstrating that SPT-3G is operating in the photon-noise-dominated regime.
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