HIRFL主加速器相位稳定系统的环路设计.pdf

综合电子信 息技术 HIRFL主加速器相位稳定系统的环路设计 李 强 ，张红涛 ，‘李 靖’，许 哲 ，王春晓 ，石爱民 (1．中国电子科技 集团公 司第五十四研 究所，河北 石家庄 050081； 2．中国科学院近代物理研究所 ，甘肃 兰州 730000) 摘 要 ：针 对 HIRFL(重 离子 加速 器)的加 速 器腔 体 的高频 电压 设计 了 以 DSP和 FPGA 为基 础 的数 字相 位 负反 馈 控 制稳定系统 。介绍 了相位稳定 系统 的组成 、环路 滤波器设计与参数计算方法等几个方面 的 内容 ，提 出了零极 点对消 与重构 的环路 设计 方 案 ，本 实现 方案 可 以应 用 于各种 Q值 变化 的加 速 器腔 体 的相 位 稳 定控 制 与 幅度 稳 定控 制 。设计 出的设备在 SSC腔体上进行 了长期测试 ，表 明设备具有优异的调制抑制度与长期相位稳 定度 。 关键词 ：相位稳 定 ；幅度稳 定；环路设计 ；长期稳定度 ；调 制抑制度 中图分类号 ：TL503．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1003—31】4(2013)06—78—4 DesignonControlPhaseSystem ofElectric FieldCavityAcceleratorforHIRFL LIQiang。，ZHANGHong．tao，LIJing，XUZhe，WANGChun—xiao ，SHIAi．min (1．The54thResearchInstituteofCETC，ShijiazhuangHebei050081，China； 2．LanzhouInstituteofModernPhysics，ChineseAcademyofscience，LanzhouGansu730000，China) Abstract：A designofnegativephasefeedbackcontrolsystem isproposedbyutilizingDSP andFPGA basedonelectricfieldcavity acceleratorforHIRFL．Thecomposition，designproject，designloopparameters，etc．areIntroduced．Adesignmethodthateliminated cavitypolebyzeroisutilized．Thisdesigncanbeusedtocontrolthephasestabilizationandamplitudestabilizationofan RF electric fieldon cavity acceleratorwith a changed quality coefficients． Thephasecontrolsystem ofSSC aretested in a long—term stability experiments，and the resultsshow thatthe system hasexcellentphase stabilization in long term and parasitic phase modulation suppression． Keywords：phasestabilization；amplitudestabilization；loopdesign；longterm stability；parasiticphasemodulationsuppression 0 引言 1 相位稳定系统环路滤波器参数设计 中国科 学 院近 代 物理 研 究所 重 离 子 加 速 器 1．1 相位稳定环路简介 (HIRFL)的加速腔高频相位稳定系统是整个加速器 建立腔体的相位稳定系统传输模型…如 图l所 腔体低 电平控制系统 的重要组成部分，它用来保证 示 。其中移相器为 固定增益为 1，相位稳定系统 的