500MHz高频系统的数字化高精度控制研究
高精度的幅度相位控制越来越成为国际上数字低电平研究的热点和难点。在未来加速器的低电平控制系统中,幅度和相位的控制精度要求越来越高,比如国际直线加速器(JLC)要求控制精度相位达到0.1°(均方根值),幅度达0.1％(均方根值)；而自由电子激光(XFEL)更是要求相位达到0.01°(均方根值),幅度达0.01.％(均方根值)。依于BEPCⅡ模拟低电平控制系统现有的资源,本论文为500MHz超导腔研制了一套数字化幅度和相位反馈控制系统,并对高精度的数字化幅度相位检测和反馈控制技术进行了深入研究。
本论文中,对幅度和相位反馈控制系统提出了一套独特的硬件方案,使RF频率独立于控制系统,这意味着系统具有可移植性；对影响幅度和相位反馈控制精度的因素做了分析和研究；对系统软、硬件开发中的主要难点做了研究,并实施了可行的提高精度的办法；对系统控制环路做了仿真分析；对系统硬件、软件、整体环路性能做了检测和分析。最终经过测试,幅度和相位检测精度达到峰峰值相位±0.04°,幅度±0.1％,而1小时内幅度和相位反馈控制的精度为:相位0.09°(均方根值),峰峰值±0.25°；幅度0.1.％(均方根值),峰峰值±0.3％。本论文为高精度的低电平控制做了很有价值的探索性尝试,也为后续进行全面深入的数字化低电平研究打下了良好的基础。由于RF频率独立于系统,因此系统具有很好的移植性,很多研究成果都可以直接应用于其它低电平控制系统。
此外,本论文还包括了为500MHz高功率测试系统所做的工作,主要有用于高功率输入耦合器以及高阶模吸收器功率测试的数据监测、采集和连锁保护系统,矩形连接波导和同轴过渡段的仿真设计等。
- 作者：
- 曾日华
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 核技术及应用
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 潘卫民
- 中图分类号：
- TL503.6
- 关键词：
- 数字化低电平控制；超导腔；加速器；高频系统
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