[发明专利]载波抑制射频前端和方法、束流位置测量系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种载波抑制射频前端和方法、位置测量系统和方法。

背景技术

信号处理的目的是为了从物理探头感应的原始信号中提取目标信号。通常，除了目标信号以外，原始信号中往往还包含了其它多种特征的信号。例如，如图1所示的上海光源储存环BPM探头四个通道A、B、C、D输出的感应信号主要包括由500MHz高频信号及其谐波组成的载波、横向振荡信号、能量振荡信号等。其中，信号能量主要分布在高频载波上，但目标信号(包括横向振荡信号和能量振荡信号)则较微弱。BPM信号处理就是消除四个通道的高频载波及其谐波的影响，以获得包含横向振荡信号和能量振荡信号的束流位置信号。

BPM信号处理系统包括射频前端处理模块和数字信号处理模块。射频前端将对射频信号进行调理，以使其适合进行数字化采样和数字信号处理。通常，BPM信号处理系统主要实现对500MHz为中心频率信号的带通滤波和放大衰减，然后进行数字化带通采样和数字信号处理。

各通道采集的数字信号经过下变频和滤波后，消除载波信号，获得二分之一回旋频率带宽的逐圈信号，再对四通道信号进行差比和运算可获得束流在储存环真空轨道中的位置。探头的横截面如图1所示，包括一真空室以及分别对称地设置在该真空室两侧的4个电极通道A、B、C、D，差比和运算公司如式(1)所示。

X=A+D-B-CA+B+C+DY=A+B-C-DA+B+C+D---(1);]]>

工作点是加速器储存环的重要参数，可以通过对逐圈位置数据进行频谱分析测量横向振荡频率获得。在储存环运行时，横向反馈系统抑制了横向振荡对束流性能的影响，因此横向振荡相较于载波信号非常微弱。同时，ADC采样位数有限，受高强度的高频载波影响，其动态范围不足以覆盖载波信号与横向振荡信号，因而横向振荡信号在数字化采样时丢失。因此，需要人为对横向振荡进行激励，如通过加激励信号或束流注入，才能激励起足够的横向振荡进行工作点测量。但这样无法满足在光源正常供光运行时的工作点测量需求。

发明内容

为了能够在正常供光状态下对储存环的工作点进行测量，本发明一方面旨在提供一种载波抑制射频前端，以在光源正常供光运行时有效抑制载波信号，以检测到目标信号。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种载波抑制射频前端，用于获取由位于束流位置探头的一对角线上的第一通道和第二通道所采集的原始信号中的目标信号之间的和信号与差信号，包括：

一固定衰减器，其输入端连接至所述第一通道的输出端，以对所述第一通道输出的原始信号的幅度进行固定衰减；

一可调衰减器，其输入端连接至所述第二通道的输出端，以对所述第二通道输出的原始信号的幅度进行可调衰减；

一可调移相器，其输入端连接至所述固定衰减器的输出端，以调节所述固定衰减器输出的信号的相位；

一和差计算器，其第一输入端连接至所述可调衰减器的输出端，第二输入端连接至所述可调移相器的输出端，以计算并输出所述可调移相器和所述可调衰减器各自输出的两个信号之间的和信号与差信号；