[发明专利]一种新型超导回旋加速器调谐系统

摘要

本发明公开了一种新型超导回旋加速器调谐系统，模拟IQ鉴相模块用于调制LO信号和RF信号相位差的正弦I和余弦Q，作为模拟IQ鉴相校准模块的输入信号；模拟IQ鉴相校准模块用于校准模拟IQ鉴相模块的测量误差，对模拟IQ鉴相模块实时检测，当模拟IQ鉴相模块校准完成，自动关闭，避免校准模块对模拟IQ鉴相结果的影响。本发明系统采用模拟信号处理系统与数字信号系统相结合的技术提高系统调谐精度和耐噪声性能，以及降低反馈系统因信号处理增加的延迟时间，调谐系统自身携带的模拟IQ鉴相校准模块，提高模拟IQ鉴相模块的自我调整能力和扩展了其适用范围。

主权项

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)；/n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；/n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；/n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；/n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；/n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；/n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)；/n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；/n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；/n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；/n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；/n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)；/n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；/n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；/n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。/n