合肥光源單束團(tuán)測(cè)量電路研制

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1、第29卷第3期核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)Vol.29No.32009年5月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMay.2009合肥光源單束團(tuán)測(cè)量電路研制王寶云,孫葆根,王曉輝,王季剛,盧平(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室,合肥230029)摘要:為了在多束團(tuán)模式下實(shí)現(xiàn)逐束團(tuán)縱向參數(shù)的測(cè)量,研制了單束團(tuán)選取電路,能夠在多束團(tuán)運(yùn)行模式下,選出45個(gè)束團(tuán)中的任意一個(gè)。文章介紹了該電路的工作原理和軟硬件設(shè)計(jì),并在合肥光源多束團(tuán)運(yùn)行模式下用該電路成功選取出了單個(gè)束團(tuán)的信號(hào)。關(guān)鍵詞:合肥光源;多束團(tuán)模式;脈沖發(fā)生器;束團(tuán)長(zhǎng)度;鎖相環(huán)中圖分類號(hào):TL506

2、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):025820934(2009)0320491205束團(tuán)長(zhǎng)度、束團(tuán)縱向分布等縱向參數(shù)是加源多束團(tuán)模式下的束團(tuán)伸長(zhǎng)效應(yīng)和不穩(wěn)定性提速器運(yùn)行的重要參數(shù)。合肥光源有兩種填充模供了重要的工具。式:單束團(tuán)模式和多束團(tuán)模式(45個(gè)束團(tuán))。單1測(cè)量系統(tǒng)束團(tuán)模式下束團(tuán)間隔為220ns,多束團(tuán)(45個(gè)束團(tuán))模式下,束團(tuán)間隔是4.9ns。在單束團(tuán)模式通過(guò)光束線把二極鐵出來(lái)的同步光引向光下,勢(shì)阱效應(yīng)和縱向不穩(wěn)定性是影響束團(tuán)縱向電接收器,把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),放大之后用[122]參數(shù)的重要參數(shù);多束團(tuán)模式下,由于束團(tuán)單束團(tuán)選取電路選擇任意一個(gè)束團(tuán)送到示波器間隔變小,束團(tuán)之間的作用

3、對(duì)束團(tuán)縱向參數(shù)的或者頻譜儀,在時(shí)域或者頻域測(cè)量束團(tuán)信號(hào),圖[3]1給出了時(shí)域測(cè)量的框圖。影響變得更加明顯。國(guó)內(nèi)外各大實(shí)驗(yàn)室通過(guò)選擇不同的運(yùn)行模式(束團(tuán)數(shù)不同)、通過(guò)光[4][5]學(xué)或者電子學(xué)的方法從多束團(tuán)模式下選擇單束團(tuán)等方法來(lái)研究多束團(tuán)模式下的單個(gè)束團(tuán)[6]的縱向參數(shù)。在我們以前的測(cè)量中也發(fā)現(xiàn),多束團(tuán)模式下的束團(tuán)長(zhǎng)度增加的速度要遠(yuǎn)快于圖1測(cè)量系統(tǒng)組成框圖單束團(tuán)模式下。為了研究合肥光源多束團(tuán)模式111測(cè)量系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)下束團(tuán)之間的相互影響,我們自主研制了單束光束線將同步光引出,然后采用德國(guó)團(tuán)選取電路,該電路能夠從45個(gè)束團(tuán)中選取任FEMTO公司的帶寬為2GHz型號(hào)為HAS2X2意

4、一個(gè)束團(tuán)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,為以后研究合肥光S22G2IN的光電接收器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于合肥光源的亮度比較小,這個(gè)電信號(hào)收稿日期:2008211204大小僅為幾十毫伏,我們用帶寬為2GHz,增益基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10675118,為20dB的高速放大器將該電信號(hào)放大,再經(jīng)10875117)。過(guò)單束團(tuán)選取電路,使束流信號(hào)由束團(tuán)間隔作者簡(jiǎn)介:王寶云(1982-),男,內(nèi)蒙古烏蘭察布人,419ns變?yōu)?20ns。然后送到采樣率為40G/s,博士研究生。研究方向:加速器中先進(jìn)束流診斷技Tektronix公司的15GHz的示波器TDS654C。術(shù)。這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的核心就是單

5、束團(tuán)選取電路。491112單束團(tuán)選取電路1.2.2分頻電路1.2.1單束團(tuán)選取電路框架時(shí)鐘分頻有很多辦法,但是原理主要有兩種:計(jì)數(shù)器方式和PLL方式。計(jì)數(shù)器方式實(shí)現(xiàn)的方法主要有:FPGA和專用計(jì)數(shù)器芯片等。FPGA使用靈活,功能強(qiáng)大,但是輸入范圍達(dá)到200MHz以上價(jià)格會(huì)比較高,而且對(duì)器件資源有點(diǎn)浪費(fèi);計(jì)數(shù)器能達(dá)到這個(gè)頻率的一般圖2單束團(tuán)選取電路為ECL電平的芯片,ECL芯片工作速度快,但如圖2所示,為了與束流信號(hào)同步,我們用是噪聲容限小,功耗大,一般都需要雙電源,調(diào)高頻信號(hào)作為輸入信號(hào),然后對(duì)其45分頻,得試也比較復(fù)雜。到周期為220ns,脈沖寬度為110ns的時(shí)鐘信PLL方

6、式下,有幾款芯片可以達(dá)到設(shè)計(jì)要號(hào)。束流信號(hào)在多束團(tuán)模式下的束團(tuán)間隔為求。目前,我們采用的是IDT公司生產(chǎn)的4.9ns,脈沖半高全寬值為700ps[6]左右,為了IDT5V9885。這個(gè)芯片最高輸入頻率為選取單束團(tuán),我們的脈沖發(fā)生電路輸出的信號(hào)400MHz,最高輸出頻率也為400MHz。而且的周期要為220ns,脈沖寬度要大于1ns并小電路工作在TTL電平,噪聲容限大,電路工作于8ns,并且能夠進(jìn)行延時(shí)調(diào)整(范圍為0～穩(wěn)定,分頻范圍大,支持整數(shù)和小數(shù)分頻,并可220ns)。脈沖發(fā)生電路的功能就是將分頻得到以通過(guò)編程設(shè)置,靈活性很高。時(shí)鐘產(chǎn)生是通的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和脈寬調(diào)整,然后送

7、到寬過(guò)內(nèi)部的PLL,產(chǎn)生的時(shí)鐘抖動(dòng)小,小于20ps。帶混頻器中與束流信號(hào)相乘得到想要的單束團(tuán)芯片工作原理如下圖3所示。信號(hào)。圖3IDT5V9885的工作原理IDT5V9885內(nèi)部有三個(gè)PLL,可以通過(guò)以去掉,每次上電,都會(huì)從EEPROM讀取配置2JTAG或者IC編程控制,實(shí)現(xiàn)多路的差分或數(shù)據(jù)到RAM里。2者單端的LVPECL或者LVTTL輸出。內(nèi)部我們采用單片機(jī)模擬IC協(xié)議與芯片通2的RAM和EEPROM能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的在線編信。而IC協(xié)議是Philips發(fā)明的用于兩個(gè)器2程和數(shù)據(jù)保存。IC的