储存环逐束团位置测量关键技术研究
杨勇
学位类型博士
导师冷用斌
2016
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词逐束团 Bpm 高速数据采集 信号处理 束流不稳定性
摘要高流强、高亮度、高稳定性的储存环是所有高能加速器工作者的目标,研究束流不稳定性以及寻求克服束流不稳定性的方法是加速器学者研究的一个重要课题。本文以上海同步辐射光源装置为背景,开展了储存环逐束团束流位置诊断技术的研究。论文通过对国际、国内现有的加速器储存环逐束团位置测量研究情况展开调研,分析了目前已有的逐束团位置测量的实现方案,通过模拟运算而后进行数字化处理是多数采用的方法。论文研究的目的是对上海同步辐射光源装置储存环中束流电子束团的运动物理规律进行分析,确定储存环逐束团位置测量的物理过程及相应的测量方案,给出测量过程中对电子学测量仪器的需求,最终实现上海光源储存环逐束团位置的测量并进行相应的束流实验。我们使用宽带高采样率示波器对上海同步辐射光源装置储存环纽扣电极的束流位置探测器输出信号进行直接采样,通过对示波器触发条件合理的设置采集到了上海光源Top-up运行模式下的注入过程中的探测器原始输出信号。使用高分辨率的FFT算法提取出RF频率也即得到了储存环中束团同步采样的采样周期,选取波形峰值点作为采样起始点,并用插值方法得到每一个对应采样点的信号值,和信号用于表征每个束团的电荷量,使用差比和的计算方法得到每个束团通过BPM时的位置信息。束流实验表明使用该方法可以对注入过程中储存环中每一个束团的运动过程进行分析。基于宽带高采样率示波器对逐束团位置测量的原理验证,我们采用成熟的商业采集设备对逐束团位置测量装置平台进行了搭建。使用宽带频率综合器也就是锁相环得到与束团同步的采样时钟,使用高性能FPGA/CPU数据采集设备对束流信号进行数字化及数据储存和处理。系统分辨率测试实验表明,该系统对逐束团的位置测量分辨率好于10μm,并且使用该测量平台成功观测到了储存环多束团束流不稳定性。论文尝试对逐束团位置测量专用处理器进行研制。给出了各个元器件的选型及系统的设计方案。目前已经完成了整个系统的初步设计并进行了仿真工作确定方案的正确性,完成了第一板的加工,但存在焊接工艺的问题有待进一步调试和改进。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/26083
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
杨勇. 储存环逐束团位置测量关键技术研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2016.
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