LLRF超导腔体控制系统的测试

中国科学院近代物理研究所自主研发的ADS注入器Ⅱ第一代高频低电平(LLRF)控制系统,工作频率为162.5 MHz;LLRF系统是由基于I/Q采样的正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制系统,其主要功能是实现超导腔腔体电压幅值稳定控制、相位稳定控制与腔体谐振频率控制;LLRF控制系统在液氦温区超导腔上进行了系统稳定度和性能的在线测试,根据实验数据计算得超导腔体电压幅度稳定度为±3.4‰,相位稳定度为±0.3°,腔体表面峰值电场(Epk)能长时间稳定在25.1 MV/m。通过实验测试,检验了LLRF控制系统的性能,并对测试过程中出现的问题进行了分析,为将来超导腔LLRF控制系统运行积累了经验。     

一种新型高频幅度稳定装置

 介绍了兰州重离子研究装置主加速器(SSC)使用的一种新型高频幅度稳定装置,与原有的高频幅度稳定装置相比,新装置采用了双环稳定控制模式,并引入单片机控制处理模块,实际运行实验结果稳定度达到±6×10^-4量级。     

SSRF高频低电平系统

整个高频系统包括谐振加速腔、高频功率源和180kW发射机、低电平控制与连锁保护.高频工作频率为499.65MHz.SSRF 500MHz低电平控制系统由信号源、反馈控制回路(频率调谐环路、相位控制环路、幅度控制环路)和连锁保护等构成.加速器高频腔控制系统的稳定性是加速器设计中一项重要指标,特别是在高流强条件下,更是对高频的稳定性提出了较高的要求.如何在加速器中合理地利用先进技术,是整机工作在稳定可靠而又易于控制的状态是低电平系统分析与设计的任务.由于高频系统庞大,低电平控制的对象复杂,作为加速器高频系统中的控制,无论其基础理论还是电子线路,在其各自的领域中都属于比较成熟的东西,但将他们结合起来,组成一个系统并要求系统性能最优,也有一些特殊的难度和要求.例如强束流与加速腔之间的耦合,用腔到束流的传递函数来描述,都是其他系统控制领域中所没有的问题,又要考虑几百千瓦的微波功率器件,它们之间还存在着复杂的耦合,这都增加了系统设计的难度.同时各种回路组成系统时,随机产生的干扰信号也是必须考虑的因素.SSRF系统对低电平控制的要求:1)使各腔间电压相位一致;2)使总加速电压和幅度稳定;3)使腔的频率正确调谐;4)发生异常状态时,保证设备的安全连锁.本文介绍了这个系统的构成和原理、技术指标、安装调试和测试结果     

BEPCⅡ直线加速器相控系统的建立

为了获得高品质束流, BEPCⅡ直线加速器采用相位系统来优化和控制16个速调管的RF相位. 相控系统分布: 低相位噪声射频信号源作为直线系统的主振荡器; 加以恒温水系统控制的稳定相位参考线用以提供相控PAD装置Local输入; 基于EPICS操作界面的控制软件用以连接16个控制环路的精确测量并对加在每个速调管前级输入的IΦA移相器加以调控; 基于能量最大法相位分析测试方法的引入对系统的测试进行了优化从而提高了系统的测试精度. 整个系统的建立最终控制了直线因温度缓慢变化引起束流相对加速微波相位偏移而造成的能散度变化.     

光采样模数转换系统的幅度控制及测试

针对2×2光采样时分复用系统幅度不稳定的特性进行了分析,结果表明幅度不稳定来自于两个方面:一是由于复用系统每一级的两路插入损耗不同,时分复用系统每一级的插损不均匀性造成的幅度抖动会逐级累加,从而系统对于每一级两路插入损耗一致性有比较高的要求;二是由于复用过程中的路径多样性造成了脉冲之间的偏振态互不相同,而电光调制器偏振敏感的特性使得采样系统难以正常工作。针对上述两个原因,采用衰减器与偏振控制器对脉冲幅度及偏振态进行精密调节,使幅度不一致性得到有效控制,并通过模拟信号采样测试了该系统的性能。实验结果表明,系统有效比特数为2.35bits。     

混响背景下数字声呐回音检测的一种新的幅度显示方法

本文介绍数字声呐中回音系统幅度显示的一种方法，它可以消除近场混响背景的模糊，提高测检性能，海上实际使用证明，显示效果清晰、稳定、分辨率高，远场噪声背景下无虚警。     

HIRFL 高频相位与幅度稳定系统

介绍了兰州重离子研究装置(HIRFL) 主回旋加速器(SSC) 高频系统高频电压的相位稳定与幅度稳定系统,重点介绍了设备的组成和稳定环路设计以及正交变换与稳定环路滤波器的设计方法。通过在SSC 腔体上进行的长期的现场测试,得到了调制抑制度与长期稳定度的测试方法,并对结果进行了分析。其中,设备的长期相位稳定度达到0:014°,长期幅度稳定度达到1.29x10-4,远高于改造前的指标。The phase and amplitude stabilization system of high-frequency voltage on the main cyclotron SSC of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL) is introduced. The system composition, negative feedback loop design and other important aspects about the development of the system are particularly presented in this paper. Designing method of digital PLL orthogonal transformation and loop filter of phase and amplitude stabilization are introduced in detail. Control systems of SSC have been tested through a long-term stability experiments, the test method of the parasitic modulation suppression and stabilization in long term is proposed. According to the analyzing data, it shows that phase control accuracy in long term is within 0:014° and the amplitude deviation in long term is lower than 1.29x10-4. Compared with the traditional system, its capability and target is much better.     

兰州重离子加速器腔体反馈电缆漂移的补偿方法

理论分析了兰州重离子加速器腔体的低电平稳定系统中各传输通道对腔体的长期稳定度的影响，根据现有低电平稳定系统的实际情况，提出了用附加测试电缆来补偿反馈电缆漂移的方法。测试了环境温度的变化对电缆在实施补偿前后的相位与损耗的影响，测试结果表明:采用电缆补偿后的长期相位稳定度可以降低到原来的1/50，长期幅度漂移可以最少降低到原来的1/10。     

关于磁光调制倍频法的讨论和改进

从理论上证明了磁光调制倍频的原理,着重论述了调制幅度对实验波形的影响,证明了为得到理想的结果,应将调制幅度0θ控制在π/4处.根据磁光调制倍频法的工作原理,分别给出了磁光调制器和测量光路的一种变形,通过改进,利用法拉第效应的非互易性,旋转角变为了原来的2倍.     

对HIRFL几个主要参数的稳定性要求

对ＨＩＲＦＬ（兰州重离子研究装置）的几个主要参数的稳定性对束流指标及运行效率的影响进行了分析,如高频的幅度稳定和相位稳定及主磁场的稳定等,并提出了合理的稳定度要求和需要采取的措施． The stability of the main parameters at HIRFL accelerator complex, which is important to get high extraction efficiency of the beams from cyclotrons has been studied. The RF amplitude stability and the stability of main magnetic field are the key parameters. The reasonable requirements for the parameters at HIRFL and the measures to reach them are proposed.      

用振幅矢量法计算光栅衍射的光强分布

本文介绍一种在普通物理阶段严格计算光栅衍射光强分布的振幅矢量方法，此方法回避了困难的菲涅耳－基尔霍夫积分，这通常在普通物理中是不被采纳的．用振幅矢量法计算有两个显著的优点，一个是物理概念清楚，另一个是计算简单严格     

声速测量实验中压电接收端的声压随位置变化的规律

本文介绍了我们所研究的共振干涉接收端声压振幅方程以及用微机解此方程的数学计算方法。     

Jaynes-Cummings模型中辐射场的振幅N次方压缩特性

本文研究了一初始处于激发态的二能级原子与相干态光场相互耦合的Jaynes-Cummings模型中场的振幅N次方压缩特性,给出了其压缩度随光场的初始平均光子数和压缩阶数的变化规律。     

Jaynes－Cummings模型中辐射场的振幅N次方压缩特性

本文研究了一初始处于激发态的二能级原子与相干态光场相互耦合的Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型中场的振幅Ｎ次方压缩特性，给出了其压缩度随光场的初始平均光子数和压缩阶数的变化规律。     

真实测量时单分散光信号幅值分布函数所受的扰动

本文研究单分散微粒散射截面σｓ单位粒子群光信号幅值分布函数的物理作用和影响;指出在实际测量中用信号幅值分布函数表述粒度分布函数的方法在一定的有效范围内可提高测量准确度,但在大范围内两函数 的物理意义上将背离;同时指出这种幅值分布函数可作为光学传感器品质的一个评定参数,可指导光学传感器的调试,有益于传感器品质的提高。     

Stochastic Resonance in Linear Region of a Single-Mode Laser： Effects of Amplitude Modulation of Signal

A single-mode laser noise model driven by quadratic colored pump noise and amplitude modulation signal is proposed. The real and imaginary parts of the pump noise are assumed to be cross-correlation. The effect of cross-correlation of noise and amplitude modulation of signal on laser statistical properties is studied by using the linearized approximation. The analytic expression of signal-to-noise ratio (SNR) is calculated. It is found that the phenomena of stochastic resonance (SR) respectively exist in the curves of the SNR versus the noise cross-correlation coefficient λ and the SNR versus the pump parameter a, as well as the SNR versus the signal frequency ω in our model. It is shown that there are three different typies of SR in the model: the conventional form of SR, the SR in the broad sense, and the bona fide SR.     

示波法测量电容器的电容量

给出了用示波器测量电容器的两种方法 ,即相位法和幅度法 ,从而解决了测量大电容的问题     

三倍频激光束特性传输变换的近似模型

针对具有振幅和位相扰动的激光束的三次谐波转换，理论上研究了三倍频激光束特性的传输变换，给出了光束质量Ｍ２因子、振幅和位相扰动变换的近似解析模型，可为高功率激光驱动器的设计提供理论依据。     

用计算机演示多缝衍射图样的缺级现象

利用计算机的图形功能，采用振幅矢量法演示多缝衍射光强分布曲线的动态变化过程及对应的振幅矢量合成图形，同时动态地演示影响缺级的各种因素的作用。     

New amplitude equation of single—mode laser

The white-gain model and the white-loss model of a single-mode laser are investigated in the presence of cross-correlations between the real and imaginary parts of quantum noise as well as pump noise. It was found that, like the white cubic model (2001 Chin. Phys. Lett. 18 370), the amplitude equations are all decoupled from the phase equations for the two models, and the same novel term appears in the amplitude equations of the two models. So we can put the amplitude equations of all the models into a general form, that is, the new amplitude equation. We further use this new amplitude equation to study specifically the stationary properties of the laser intensity for the white-gain model.