[发明专利]一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法

说明书

本发明涉及一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法，其包括：步骤S1，分别为钮扣束流位置探头的N个电极连接两根具有相同的固定延迟时间的电缆；步骤S2，为数据采集板卡外接时钟信号，并调节所述时钟信号以使每个所述电极的两个采样点保持在电极信号的峰值两端的相位平衡对称位置；步骤S3，通过所述数据采集板卡对所述N个电极在束流通过所述钮扣束流位置探头时所输出的电极信号进行采样；以及步骤S4，采用加权平均法计算得到所述N个电极分别对应的束流位置探头信号峰值幅度。本发明利用多相位采样法对这些电极信号多个采样点进行处理，从而不仅能够有效消除束流信号纵向相位带来的影响，而且还能有效提高束流峰值幅度的精度提取。

技术领域

本发明涉及粒子加速器物理束流诊断技术，尤其涉及一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法。

背景技术

对于多电极的束流位置探测器，以图1所示的电子储存环上的带有四个电极A、B、C、D的钮扣型束流位置探测器(探头)(BPM)为例，其设计频率达到几百兆赫兹，为获得束流通过时的峰值幅度信息，需要对探头的四个电极输出的信号先分别进行处理之后，再用数据采集板卡进行采集。

当前获取BPM各个探头电极信号峰值幅度的处理方法是峰值检测，测量原理(如图2所示)如下：通常采用调整数据采集系统的外部时钟的方法，使每个电极信号的数据采集点为信号峰值点以保证数据获取的信噪比，从而得到用于进行后续运算的数值。

然而，由于加速器在运行过程中，束流横向位置和纵向相位都发生了变化，而以上的处理方法是直接采样电极信号的峰值点作为信号幅度值进行计算，忽略了束流纵向相位带来的影响，从而会导致测量结果的误差。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法，以提高测量质量及精度。

本发明所述的一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法，其包括以下步骤：

步骤S1，分别为一钮扣束流位置探头的N个电极连接两根具有相同的固定延迟时间的电缆，以使每个所述电极的两个采样点之间保持固定相位差；

步骤S2，为一数据采集板卡外接一加速器装置定时系统提供的时钟信号，并调节所述时钟信号，以使每个所述电极的两个采样点保持在该电极输出的电极信号的峰值两端的相位平衡对称位置；

步骤S3，将所述数据采集板卡与所述电缆连接，并通过该数据采集板卡的2N个通道分别对所述N个电极在束流通过所述钮扣束流位置探头时所输出的电极信号进行采样，以获得每个所述电极的两个采样点的电压信号V_i,1和V_i,2，i＝1,2,......,N；以及

步骤S4，根据以下公式计算得到所述N个电极分别对应的束流位置探头信号峰值幅度：

其中，k₁和k₂分别为所述两个电压信号V_i,1和V_i,2在束流纵向变化相同相位时检测到的束流信号幅度变化的比重。

在上述的基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法中，所述步骤S1还包括：在连接所述电缆之前，通过N个功分器分别对所述N个电极输出的N个电极信号进行功分，然后为每个所述功分器连接两根所述电缆。

在上述的基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法中，所述电缆的固定延迟时间为100ps。

在上述的基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法中，所述步骤S2还包括：通过一移相器调节所述时钟信号。