[发明专利]一种新型超导回旋加速器调谐系统

权利要求书

1.一种新型超导回旋加速器调谐系统，其特征在于，包括伺服电机(1)、腔体打火检测装置、模拟同步正交鉴相校准模块(3)、模拟同步正交鉴相模块(4)、第一混合式一分二功分器(5)、双定向耦合器(8)；

所述双定向耦合器(8)用于发射耦合射频源入射信号，通过信号调理电路将耦合信号的电平调整为0dbm，并将耦合信号输入模拟同步正交鉴相模块(4)作为本振输入信号；

所述第一混合式一分二功分器(5)用于将腔体取样信号输送至模拟同步正交鉴相模块(4)作为射频信号，第一混合式一分二功分器(5)还用于将腔体取样信号输送输入信号至腔体打火检测装置；

所述模拟同步正交鉴相模块(4)用于调制本振信号和射频信号相位差的正弦同步和余弦正交；

所述模拟同步正交鉴相校准模块(3)用于校准模拟同步正交鉴相模块(4)的测量误差，所述测量误差包括直流偏移、幅度不平衡和相位不平衡；

所述伺服电机(1)用于检测调谐位置和控制调谐杆运动速度和方向；

所述腔体打火检测装置包括检波器(6)和数字信号处理器(2)；

所述数字信号处理器(2)通过将模拟同步正交鉴相模块(4)输出的同步信号和正交信号转变为电机的控制信号，控制电机(1)完成调谐功能；

所述检波器(6)通过包络检波将检测结果微分，当腔体单位时间释放的能量大于正常运行时单位时间的释放能量时，即腔体腔压与腔体时间常数之比时判断腔体处于打火状态，所述信号处理器(2)发出指令断开射频开关(7)，保护整个系统的安全；

双定向耦合器(8)通过电容耦合腔体信号作为模拟同步正交鉴相模块的射频信号，通过定向耦合器耦合0dbm的腔体入射信号作为模拟同步正交鉴相模块的本振信号，射频信号和本振信号通过模拟同步正交鉴相模块(4)调制得到同步信号同步和正交信号正交，然后将同步正交信号经过ADC采样变为数字信号，在数字信号处理器(2)中通过数字信号处理算法得到腔体的失谐角度和失谐类型，最后将失谐角度和类型转换为驱动伺服电机的脉冲信号和方向信号；

所述模拟同步正交鉴相模块(4)用于调制本振信号和射频信号相位差的正弦同步和余弦正交，所述模拟同步正交鉴相模块(4)为模拟同步正交鉴相校准模块(3)提供同步信号和正交信号反馈信号，作为模拟同步正交鉴相校准模块(3)的输入信号；

所述模拟同步正交鉴相模块包括一分二功分器(14)、第二混合式一分二功分器(15)、第一可调移相器(16)、第二可调移相器(17)、第一双平衡混频器(18)、第二双平衡混频器(19)、第一低通滤波器(20)、第二低通滤波器(21)、第一零直流偏置可调增益放大器(22)、第二零直流偏置可调增益放大器(23)；

所述模拟同步正交鉴相校准模块(3)用于校准模拟同步正交鉴相模块(4)的测量误差；

所述模拟同步正交鉴相校准模块(3)对模拟同步正交鉴相模块(4)实时检测，当模拟同步正交鉴相模块(4)校准完成，自动关闭，避免校准模块对模拟同步正交鉴相结果的影响；

所述模拟同步正交鉴相校准模块(3)包括数字信号处理器(2)、第一可变移相器、第二可变移相器、第一消直流偏置可变增益放大电路、第二消直流偏置可变增益放大电路。