加速器(四)自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)AFC

AFC

（AutoFrequencyControlSystem）---自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)一、自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)原理二、自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)的調(diào)整

電子直線加速器微波功率源的振蕩頻率必須與加速管的工作頻率相一致，才能保證加速器穩(wěn)定地工作鎖相AFC系統(tǒng)（PhaseLockedAFC）一、自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)原理頻率變化Δf

引起前向波與反向波相位差變化相位差轉(zhuǎn)換成誤差信號(hào)Ve

誤差信號(hào)Ve的極性和幅度反映了頻偏Δf

的正負(fù)和大小再通過(guò)Ve控制調(diào)諧電機(jī)，改變磁控管的輸出頻率，縮小Δf

AFC系統(tǒng)的組成1.磁控管及調(diào)諧機(jī)構(gòu)2.取樣波導(dǎo)3.衰減器、延遲線、檢波座與檢波二極管4.混頻橋、穩(wěn)頻與觸發(fā)板9SB5板1.磁控管與調(diào)諧機(jī)構(gòu)AFC調(diào)諧機(jī)構(gòu)調(diào)諧裝置通過(guò)在調(diào)諧旋鈕上的三個(gè)螺絲孔經(jīng)彈性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所需的最小扭轉(zhuǎn)力矩為0.7kg-cm，最大不超過(guò)5.0kg-cmAFC調(diào)諧裝置限位原理調(diào)諧機(jī)構(gòu)為四圈半左右，檢查AFC電機(jī)限位開(kāi)關(guān)，防止調(diào)諧機(jī)構(gòu)損壞AFC調(diào)諧機(jī)構(gòu)2.取樣波導(dǎo)可變衰減器3.延遲線和移相器檢波座與檢波二極管4.混頻橋輸入口輸入口輸出口輸出口5.SB5板與控制臺(tái)控制臺(tái)AFC控制面板旋轉(zhuǎn)機(jī)架-----AFC系統(tǒng)前向波采樣反向波采樣可變衰減器移相器調(diào)諧機(jī)構(gòu)混頻橋延遲線前向波E2V反射波E2VXHA600D型AFCAFC系統(tǒng)框圖重復(fù)頻率發(fā)生器脈沖分配調(diào)制器示波器同步脈沖采樣運(yùn)放運(yùn)放功放電平顯示誤差信號(hào)監(jiān)測(cè)手動(dòng)/自動(dòng)選擇脈沖放大均衡混頻橋加速管取樣波導(dǎo)磁控管四端環(huán)流器調(diào)諧電機(jī)取樣波導(dǎo)負(fù)載檢波二極管檢波二極管衰減器衰減器延遲線鎖相AFC工作原理1E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理2fm=f0,E1與E4相位差π/2

E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4E4E1-E4E2E3鎖相AFC工作原理3fm≠f0,E1

與E4相位差不為π/2

E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4ΦE4E2E1E3-E4鎖相AFC工作原理4E1E4E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理5

/4

/4E1’E4’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4在E2處觀察到的分別由E1和E4傳送過(guò)來(lái)的波形E1’和E4’鎖相AFC工作原理6E1’E4’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理7E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4E2=E1’+E4’鎖相AFC工作原理83/4

/4E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4在E3處觀察到的分別由E1和E4傳送過(guò)來(lái)的波形E1’’和E4’’E1’’E4’’鎖相AFC工作原理9E1’’E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理10E3=E1’’+E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理11E2=E1’+E4’E3=E1’’+E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4鎖相AFC工作原理12E2E3AFCAAFCBE4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4通過(guò)檢波二極管取樣，去掉負(fù)值鎖相AFC工作原理13E2E3E4AFCAAFCBE4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4AFC系統(tǒng)框圖重復(fù)頻率發(fā)生器脈沖分配調(diào)制器示波器同步脈沖采樣運(yùn)放運(yùn)放功放電平顯示誤差信號(hào)監(jiān)測(cè)手動(dòng)/自動(dòng)選擇脈沖放大均衡混頻橋加速管取樣波導(dǎo)磁控管四端環(huán)流器調(diào)諧電機(jī)取樣波導(dǎo)負(fù)載檢波二極管檢波二極管衰減器衰減器延遲線AFC系統(tǒng)工作流程相檢器放大采樣保持脈沖放大磁控管電機(jī)功放f0ΔfVefMfM圖8-50系統(tǒng)工作示意圖二、自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)的調(diào)試拆下9P19AFC采樣A與9P20AFC采樣B，與示波器連接；示波器兩通道波形同時(shí)顯示（500mV或1V/格）；1、反射波的觀測(cè)A、拆下AFC系統(tǒng)前向波即延遲線與可變衰減器的連接；B、將AFC手動(dòng)/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)，重復(fù)頻率100pps出束；C、出束，通過(guò)示波器觀測(cè)反射波示波器上兩通道脈沖波形最大幅值為0.3V~0.6V；（AFC失諧出現(xiàn)最大幅值）幅值太大容易損壞檢波二極管AFCA與AFCB幅值基本相等2、前向波的觀測(cè)1接上前向波即延遲線與可變衰減器的連接拆下反射波即取樣耦合口與混頻橋的連接固定衰減器留在混頻橋端固定衰減器采樣耦合口前向波的觀測(cè)2將AFC手動(dòng)/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)；重復(fù)頻率100pps（劑量率100）出束；3、前向波的調(diào)整根據(jù)反射波通過(guò)可變衰減器調(diào)整前向波的大小，使其與反射波完全失諧時(shí)的幅值相等；前向波大小不隨頻率變化可變衰減器調(diào)整4、AFCA與AFCB的差值合成同時(shí)接上反射波與前向波，出束通過(guò)示波器觀察AFCA與AFCB差值合成使用手動(dòng)使AFC電機(jī)從最佳位置分別向兩側(cè)移動(dòng)時(shí)，觀察S波的變化5、必要時(shí)調(diào)整移相器上的拉伸桿長(zhǎng)度

調(diào)節(jié)移相器，使手動(dòng)從最佳位置分別向兩側(cè)移動(dòng)時(shí)，S波分別向不同方向移動(dòng)，并且在兩側(cè)的失諧位置，使S波的偏離幅值相同。6、觀測(cè)S波與觸發(fā)采樣脈沖波形把9P19、9P20接回到控制臺(tái)分線板上，出束，通過(guò)示波器觀察9SB5板的TP1和TP8的波形TP1TP8S波與觸發(fā)采樣脈沖波形TP8的觸發(fā)采樣脈沖9SB5-TP1的S波7、AD781采樣點(diǎn)的調(diào)整

調(diào)整9SB5板電位器RP13，使得采樣脈沖位于S波的變化最明顯的地方。要求采樣脈沖寬度不大于1微秒。RP13

調(diào)整電位器RP13，使得采樣脈沖位于S波的變化最明顯的地方。要求采樣脈沖寬度不大于1微秒。8、零點(diǎn)調(diào)整等系統(tǒng)出束穩(wěn)定后，使用手動(dòng)調(diào)節(jié)使劑量率最大，調(diào)節(jié)9SB5板的RP3，使得監(jiān)控面板上的AFC指示表的指針位于零點(diǎn)附近。RP3監(jiān)控面板上的AFC偏差指示表的指針位于零點(diǎn)附近。表示AFC無(wú)偏差9、檢測(cè)AFC效果（1）AFC處于手動(dòng)位置，劑量率設(shè)為100出束，調(diào)劑量率到最大，這時(shí)，AFC偏差應(yīng)為0；向右撥動(dòng)AFC開(kāi)關(guān)，AFC偏差變向負(fù)值至最小，同時(shí)劑量率變??；向左撥動(dòng)AFC開(kāi)關(guān)，AFC偏差由負(fù)經(jīng)0變向正值至最大，同時(shí)劑量率由小變大再變?。?、檢測(cè)AFC效果（2）手動(dòng)向左或向右調(diào)偏諧振位置，AFC偏差不為0，把AFC選擇開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”，，AFC偏差變向0，同時(shí)劑量率變大；說(shuō)明能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻如果相反，AFC偏差遠(yuǎn)離0，劑量率變??；說(shuō)明電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向反了，將AFC電機(jī)組件上的輸入AFCMOT+和AFCMOT-兩線調(diào)換。AFC電機(jī)組件上的接線排交換AFC電機(jī)組件上的輸入AFCMOT+和AFCMOT-兩線調(diào)換。9、檢測(cè)AFC效果（3）如果能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻，這時(shí)用手動(dòng)檢查該穩(wěn)頻點(diǎn)是否是劑量率最大；如果劑量率不是最大，微調(diào)RP3；用最大劑量率250，在出束重復(fù)上述過(guò)程。注意：停束前使AFC處于手動(dòng)位置?。?！以便調(diào)整冷態(tài)點(diǎn)10、調(diào)節(jié)冷狀態(tài)（1）1）、如果能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻，這時(shí)使AFC處于手動(dòng)位置，劑量率最大時(shí)停止出束后，調(diào)整AFC調(diào)諧機(jī)構(gòu)的限位塊處于兩限位開(kāi)關(guān)中間位置；2).未進(jìn)入出束狀態(tài)使，把AFC選擇開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位置，觀察AFC電機(jī)是否能保持在冷狀態(tài)位置，如不能需檢查AFC電機(jī)組件上的位置電位器。限位開(kāi)關(guān)10、調(diào)節(jié)冷狀態(tài)（2）2）、調(diào)節(jié)9SB5板的RP6，使穩(wěn)頻系統(tǒng)