CSNS RCS环BPM电子学实现

作     者：路伟 赵豫斌 赵京伟 田兴成 赖蔚 LU Wei;ZHAO Yu-bin;ZHAO Jing-wei;TIAN Xing-cheng;LAI Wei

作者机构：中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学院大学北京100049 核探测与核电子学国家重点实验室北京100049 东莞中子科学中心北京100049 

出 版 物：《核电子学与探测技术》 (Nuclear Electronics & Detection Technology)

年 卷 期：2014年第34卷第2期

页      面：170-174,193页

学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(81060094) 

主　　题：中国散裂中子源 束流位置检测器 电子学 大动态范围 逐束团 

摘      要：中国散裂中子源(CSNS)快循环同步环(RCS)上需要束流位置检测器(BPM)来检测束流位置偏移。论文介绍该系统中读出电路的设计和实现。设计BPM读出电路的最大挑战就是接收和处理大动态范围(5.8 mV^32 V)和变化宽度(80~500 ns)的探头引出信号。文中介绍的模拟电路,采用由模拟运放和模拟开关构成可变增益放大器的结构,能够接收和处理该探头引出信号。另外,对于一个BPM系统,精确的实时束流位置检测是必须的。本设计基于FPGA,开发了计算逐束团位置信息和束流闭轨模式位置信息的实时算法。此外,设计实现了工程所需的各种功能,包括30 s逐束团位置缓存、基于VME总线的数据读出和控制、FPGA程序的在线加载等。初步测试显示,在最小信号10 mV时,逐束团位置分辨是0.9 mm,束流闭轨模式位置分辨为50μm。