基于导频的储存环束流位置测量处理器研制

TL594; 稳定的束流轨道对于同步辐射光源的性能至关重要,规划中的合肥先进光源是第四代衍射极限储存环,其亚微米级的束流轨道稳定度需要束流位置测量精度达到100 nm级别.本文基于国产化芯片,研制了带有导频补偿机制的束流位置测量处理器,主要包括导频模块、模拟前端模块、数字处理模块和嵌入式工控模块.输入信号经过导频模块和模拟前端模块调理,在数字处理模块通过带通欠采样原理实现模数转换,数字信号在现场可编程门阵列(FPGA)内经过下变频、滤波抽取、坐标旋转数字计算(CORDIC)模块以及差比和算法等处理后获得束流位置信息,嵌入式工控模块实时传输束流位置信号,与加速器控制系统通信.目前设计的束流位置处...

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Published in原子能科学技术 Vol. 56; no. 10; pp. 2113 - 2123
Main Authors 梁钰, 谢春杰, 朱文超, 唐雷雷, 卢平, 孙葆根, 王琳, 周泽然
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室 ,安徽 合肥 230022 01.10.2022
Subjects
导频补偿
FPGA
束流位置测量处理器
数字信号处理算法
国产化芯片
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2021.youxian.0882

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Summary:TL594; 稳定的束流轨道对于同步辐射光源的性能至关重要,规划中的合肥先进光源是第四代衍射极限储存环,其亚微米级的束流轨道稳定度需要束流位置测量精度达到100 nm级别.本文基于国产化芯片,研制了带有导频补偿机制的束流位置测量处理器,主要包括导频模块、模拟前端模块、数字处理模块和嵌入式工控模块.输入信号经过导频模块和模拟前端模块调理,在数字处理模块通过带通欠采样原理实现模数转换,数字信号在现场可编程门阵列(FPGA)内经过下变频、滤波抽取、坐标旋转数字计算(CORDIC)模块以及差比和算法等处理后获得束流位置信息,嵌入式工控模块实时传输束流位置信号,与加速器控制系统通信.目前设计的束流位置处理器完成了实验室离线测试和束流测试,测试结果表明,当输入信号幅度在-55～5 dBm范围时,束流位置测量处理器的快获取数据(FA data)和慢获取数据(SA data)分辨率分别好于120 nm和70 nm,满足设计要求.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2021.youxian.0882