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mtca.4-based LLRF control system for the C-ADS proton Linac injector I

Radiation Detection Technology and Methods 2017年第1期1卷 13-20页

作者： R.Liu X.P.Ma N.Gan H.Y.Lin Q.Y.Wang Z.H.Mi S.Z.Wang X.F.Huang Yan Wu G.W.Wang Y.L.Chi Weimin Pan Key Laboratory of Particle Acceleration Physics and Technology IHEPCASBeijing 100049China

Objective:The Chinese ADS proton Linac injector I composed of an electron cyclotron resonance ion source,a lowenergy beam transport line,a radio frequency quadrupole(RFQ)accelerator,a medium-energy beam transport(MEBT)line,a superconducting section and beam dump with design goal to achieve CW proton beam with beam current 10 mA and energy gain around 10 *** order to maintain the stability of the RF system,to compensate for the beam load effect and to provide the GUI required for the operation of the RF power system,we have established a LLRF control ***:This LLRF system for ADS proton Linac injector I in IHEP consists of RF reference system and LLRF controllers for oneRFQcavity,twoMEBTbunching cavities and 14 superconductive spoke *** have adopted a new development mtca.4-based hardware platform,and it has some characteristics such as faster bandwidth,standardized design,easy operation and maintenance and good ***:The LLRF system has been improved and optimized and has now been put into *** takes into account the pulse and CW beam flow mode,feedforward and feedback control ***:With the help of this system,we achieved stable operationwith narrowpulses,long pulses,andCWmodes under different beam *** article describes the implementation of this system and presents some initial the CW beam acceleration results with the help of this system at the end of 2016.

关键词： RF system RFQ Spoke cavity LLRF mtca.4 CW proton beam

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合肥先进光源定时系统设计

合肥先进光源定时系统设计

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作者：翟港佳中国科学技术大学

学位级别：硕士

合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是一台基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源,为量子科学、电子信息、生物技术等尖端科学领域提供强大的实验平台。HALF主要由注入器、储存环、光束线和实验站等组成,其中注入器的... 详细信息

合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是一台基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源,为量子科学、电子信息、生物技术等尖端科学领域提供强大的实验平台。HALF主要由注入器、储存环、光束线和实验站等组成,其中注入器的满能量为2.2GeV,储存环的周长为480m,储存环电子束能量为2.2 GeV。定时系统作为HALF装置最重要的系统之一,需要完成以下任务:按照一定顺序触发HALF各个相关系统的设备,使它们相互配合完成储存环注入的工作;降低由于环境温度变化或者光纤老化导致的信号漂移,保证系统长期运行的稳定性;为其它系统提供时间戳,保证系统中数据采集时间的一致性。在充分调研国内外加速器装置定时系统的基础上,结合HALF装置中电子枪、聚束器和直线加速器、储存环的注入系统、束流测量系统等对定时系统的要求,设计并开发了基于mtca.4总线的事件定时系统。HALF储存环的高频频率为499.8MHz,谐波数为800,储存环内相稳定区(Bucket)的时间间隔为2ns。为了保证电子枪发射的电子束能填充到储存环的任一 Bucket,必须实现定时系统主时钟与储存环高频信号间的锁相同步。定时系统的事件时钟频率设计为166.6MHz,对应最小的调节步长为6ns,相当于储存环相邻Bucket之间距离的3倍,各系统通过选择合适的延时值,就能遍历储存环内全部的Bucket。定时系统通过将触发信号的传输延迟补偿到可编程的目标延迟值,可以降低由光纤长度变化引起的信号漂移。利用定时系统传递从NTP或GPS得到的整秒数据,与利用计数器得到的秒以下数据进行组合,从而获得完整的全局时间戳。根据各个系统的实际位置以及它们需要的触发信号类型和路数,设计了 HALF定时系统的布局方案。HALF控制系统是基于EPICS的分布式控制系统,为此基于EPICS开发了定时系统的软件,包括输入输出控制器(Input Output Controller,IOC)驱动程序、IOC数据库以及操作界面(Operator Interface,OPI)。为了验证定时系统设计方案的合理性,利用开发的定时原型系统对设计指标进行了测试,测量结果如下:触发信号的抖动为19.74ps,触发脉冲信号的延迟和脉宽的调节步长均为6 ns,延迟补偿功能将触发信号漂移控制在3 ps左右,全局时间戳的精度可以达到ns量级。测量结果表明,HALF定时原型系统的性能达到了设计指标。

关键词：定时系统储存环注入 mtca.4 事件定时 EPICS

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合肥先进光源定时系统设计

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核技术 2022年第12期45卷 9-17页

作者：翟港佳孙晓康宣科陈留国李川刘功发中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029

合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源。定时系统采用事件定时技术方案,主要向HALF装置的注入器、储存环和光束线等提供触发信号,协调注入和束流测量工作,实现对储存环任意束团... 详细信息

合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源。定时系统采用事件定时技术方案,主要向HALF装置的注入器、储存环和光束线等提供触发信号,协调注入和束流测量工作,实现对储存环任意束团的填充。装置中设备的触发信号抖动要求小于30 ps,同时要降低由光纤长度变化引起的信号漂移。针对以上设计要求,基于芬兰Micro-Research Finland Oy(MRF)公司的mtca.4总线硬件完成了定时系统的设计,并在此基础上完成了软件控制程序的开发以及原型系统的性能测试。测试结果表明,触发信号的抖动小于24 ps,经延迟补偿后的信号漂移控制在3 ps左右,达到了HALF定时系统的设计要求。

关键词： HALF 定时系统任意束团填充 mtca.4

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