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基于BEPCⅡ数据的数字束流位置测量器算法离线分析

张醒儿 杜垚垚 张琪 王之琢 周嘉申 蓝清宏 黄玺洋 卢艳华 刘芳 麻惠州 叶强 随艳峰 岳军会 曹建社 魏书军

张醒儿, 杜垚垚, 张琪, 等. 基于BEPCⅡ数据的数字束流位置测量器算法离线分析[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 105103. doi: 10.11884/HPLPB201830.170523
引用本文: 张醒儿, 杜垚垚, 张琪, 等. 基于BEPCⅡ数据的数字束流位置测量器算法离线分析[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 105103. doi: 10.11884/HPLPB201830.170523
Zhang Xing'er, Du Yaoyao, Zhang Qi, et al. Offline research of digital beam position monitor algorithm based on BEPC Ⅱ[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 105103. doi: 10.11884/HPLPB201830.170523
Citation: Zhang Xing'er, Du Yaoyao, Zhang Qi, et al. Offline research of digital beam position monitor algorithm based on BEPC Ⅱ[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 105103. doi: 10.11884/HPLPB201830.170523

基于BEPCⅡ数据的数字束流位置测量器算法离线分析

doi: 10.11884/HPLPB201830.170523
基金项目: 

高能同步辐射光源验证装置国家重大科技基础设施项目 发改高技[2016]399号

详细信息
    作者简介:

    张醒儿(1992—),女,硕士,主要从事加速器数字束流位置测量研究;zhangxinger@ihep.ac.cn

  • 中图分类号: TL506

Offline research of digital beam position monitor algorithm based on BEPC Ⅱ

  • 摘要: 介绍了数字BPM算法的原理和架构,并基于高能物理研究所自制的数字BPM硬件平台获取了BEPC Ⅱ束流流强为600 mA条件下的ADC采样数据。然后在MATLAB环境中设计了NCO模块、CIC滤波器、FIR滤波器以及BEPC Ⅱ束流逐圈位置数据计算模块,并给出了各模块的具体设计参数。最后通过实际ADC数据对各算法模块进行检验,给出了各模块处理后的频域分析结果,并得到了实际束流下水平方向和垂直方向上的逐圈位置分辨率分别为4.55 μm和4.28 μm,为FPGA在线算法的实现与优化提供了可靠的理论依据。
  • 图  1  数字BPM算法结构框图

    Figure  1.  The block diagram of structure of digital BPM algorithm

    图  2  CIC滤波器幅频响应图

    Figure  2.  Magnitude response of CIC filter

    图  3  FIR滤波器幅频响应图

    Figure  3.  Magnitude response of FIR filter

    图  4  带通采样后数据的时域图

    Figure  4.  Time-domain figure after bandpass sampling

    图  5  带通采样后数据的频谱图

    Figure  5.  Spectrogram after bandpass sampling

    图  6  NCO模块处理后的信号频谱图

    Figure  6.  Spectrogram after NCO module

    图  7  CIC滤波后信号的频谱图

    Figure  7.  Spectrogram after CIC filter

    图  8  FIR滤波后数据的频谱图

    Figure  8.  Spectrogram after FIR filter

    图  9  x, y方向上的逐圈位置数据

    Figure  9.  Turn-by-turn position data in x, y direction

    图  10  x, y方向上的逐圈位置数据

    (原始ADC数据的1/2幅度情况下)

    Figure  10.  Turn-by-turn position data in x, y direction when magnitude is one-half of the raw data

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-25
  • 修回日期:  2018-04-09
  • 刊出日期:  2018-10-15

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