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SXFEL装置上速调管输入输出特性曲线的线性化
  • ISSN号:0253-3219
  • 期刊名称:《核技术》
  • 时间:0
  • 分类:TL53[核科学技术—核技术及应用]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区,上海201800, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.11675248)资助
中文摘要:

在上海软X射线自由电子激光(Soft X-ray Free-electron Laser,SXFEL)中的微波低电平控制系统中,通过对各速调管的输出信号进行测量和控制,保证加速器的稳定运行并且达到技术指标。另一方面,SXFEL中的脉冲速调管的输入输出特性存在非线性的关系,这种电子管放大器不理想的非线性特性会导致微波低电平(Low Level Radio Frequency,LLRF)控制系统调节的效率降低。基于SXFEL装置,采用基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的数字预失真方法,在LLRF控制系统中设计了一套实现高功率速调管放大器线性化的在线系统。S波段加速装置和其相应的东芝E3730A速调管及高压调制器和低电平系统实地测试结果表明,在LLRF控制系统中建立的在线系统能够有效补偿速调管带来的非线性问题,提高微波低电平控制系统的精度及准确性。

英文摘要:

Background: The output signal of klystrons for the soft X-ray free-electron laser (SXFEL) is processed by the low level radio frequency (LLRF) measurement and control system to ensure the stable operation of the amplitude and phase of the electric field of an radio frequency (RF) structure in the linear accelerator (LINAC). However, the nonlinearity of the input-to-output characteristic curve of the klystron makes the radio frequency regulation of the LLRF control system inefficient. Purpose: The study aims to design an online system to compensate the nonlinearity characteristic from klystrons in SXFEL. Methods: The online system uses the FPGA-based digital predistortion method, including three algorithms: third order polynomial, direct lookup table, and lookup table with linear interpolation. Results: In the on line experiment, the input-to-output characteristic curve of the klystron is linearized, and the system effectively compensates the nonlinearity characteristic introduced by the klystron. Conclusion: The online system improves the precision and accuracy of the LLRF control system, which meets the requirements of the SXFEL.

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期刊信息
  • 《核技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海应用物理研究所 中国核学会
  • 主编:朱德彰
  • 地址:上海800-204信箱
  • 邮编:201800
  • 邮箱:LHB@sinap.ac.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3219
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1342/TL
  • 邮发代号:4-243
  • 获奖情况:
  • 2000年中科院优秀期刊奖,中国中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7912