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1、第29卷第3期核电子学与探测技术Vol.29No.32009年5月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMay.2009合肥光源单束团测量电路研制王宝云,孙葆根,王晓辉,王季刚,卢平(中国科学技术大学国家同步辐射实验室,合肥230029)摘要:为了在多束团模式下实现逐束团纵向参数的测量,研制了单束团选取电路,能够在多束团运行模式下,选出45个束团中的任意一个。文章介绍了该电路的工作原理和软硬件设计,并在合肥光源多束团运行模式下用该电路成功选取出了单个束团的信号。关键词:合肥光源;多束团模式;脉冲发生器;束团长度;锁相环中图分类号:TL506
2、文献标识码:A文章编号:025820934(2009)0320491205束团长度、束团纵向分布等纵向参数是加源多束团模式下的束团伸长效应和不稳定性提速器运行的重要参数。合肥光源有两种填充模供了重要的工具。式:单束团模式和多束团模式(45个束团)。单1测量系统束团模式下束团间隔为220ns,多束团(45个束团)模式下,束团间隔是4.9ns。在单束团模式通过光束线把二极铁出来的同步光引向光下,势阱效应和纵向不稳定性是影响束团纵向电接收器,把光信号转换成电信号,放大之后用[122]参数的重要参数;多束团模式下,由于束团单束团选取电路选择任意一个束团送到示波器间隔变小,束团之间的作用
3、对束团纵向参数的或者频谱仪,在时域或者频域测量束团信号,图[3]1给出了时域测量的框图。影响变得更加明显。国内外各大实验室通过选择不同的运行模式(束团数不同)、通过光[4][5]学或者电子学的方法从多束团模式下选择单束团等方法来研究多束团模式下的单个束团[6]的纵向参数。在我们以前的测量中也发现,多束团模式下的束团长度增加的速度要远快于图1测量系统组成框图单束团模式下。为了研究合肥光源多束团模式111测量系统总体结构下束团之间的相互影响,我们自主研制了单束光束线将同步光引出,然后采用德国团选取电路,该电路能够从45个束团中选取任FEMTO公司的带宽为2GHz型号为HAS2X2意
4、一个束团对其进行测量,为以后研究合肥光S22G2IN的光电接收器把光信号转换成电信号。由于合肥光源的亮度比较小,这个电信号收稿日期:2008211204大小仅为几十毫伏,我们用带宽为2GHz,增益基金项目:国家自然科学基金项目(10675118,为20dB的高速放大器将该电信号放大,再经10875117)。过单束团选取电路,使束流信号由束团间隔作者简介:王宝云(1982-),男,内蒙古乌兰察布人,419ns变为220ns。然后送到采样率为40G/s,博士研究生。研究方向:加速器中先进束流诊断技Tektronix公司的15GHz的示波器TDS654C。术。这个测量系统的核心就是单
5、束团选取电路。491112单束团选取电路1.2.2分频电路1.2.1单束团选取电路框架时钟分频有很多办法,但是原理主要有两种:计数器方式和PLL方式。计数器方式实现的方法主要有:FPGA和专用计数器芯片等。FPGA使用灵活,功能强大,但是输入范围达到200MHz以上价格会比较高,而且对器件资源有点浪费;计数器能达到这个频率的一般图2单束团选取电路为ECL电平的芯片,ECL芯片工作速度快,但如图2所示,为了与束流信号同步,我们用是噪声容限小,功耗大,一般都需要双电源,调高频信号作为输入信号,然后对其45分频,得试也比较复杂。到周期为220ns,脉冲宽度为110ns的时钟信PLL方
6、式下,有几款芯片可以达到设计要号。束流信号在多束团模式下的束团间隔为求。目前,我们采用的是IDT公司生产的4.9ns,脉冲半高全宽值为700ps[6]左右,为了IDT5V9885。这个芯片最高输入频率为选取单束团,我们的脉冲发生电路输出的信号400MHz,最高输出频率也为400MHz。而且的周期要为220ns,脉冲宽度要大于1ns并小电路工作在TTL电平,噪声容限大,电路工作于8ns,并且能够进行延时调整(范围为0～稳定,分频范围大,支持整数和小数分频,并可220ns)。脉冲发生电路的功能就是将分频得到以通过编程设置,灵活性很高。时钟产生是通的时钟信号进行延时和脉宽调整,然后送
7、到宽过内部的PLL,产生的时钟抖动小,小于20ps。带混频器中与束流信号相乘得到想要的单束团芯片工作原理如下图3所示。信号。图3IDT5V9885的工作原理IDT5V9885内部有三个PLL,可以通过以去掉,每次上电,都会从EEPROM读取配置2JTAG或者IC编程控制,实现多路的差分或数据到RAM里。2者单端的LVPECL或者LVTTL输出。内部我们采用单片机模拟IC协议与芯片通2的RAM和EEPROM能够实现灵活的在线编信。而IC协议是Philips发明的用于两个器2程和数据保存。IC的
