Область техники
Настоящее изобретение относится к настраиваемым линейным ускорителям, системам распределения инициирующих сигналов и системам управления частотой для настраиваемых линейных ускорителей.
Уровень техники
Линейные ускорители используются в таких сложных системах, как медицинские системы, системы проверки безопасности, связи и радиолокации. Линейный ускоритель может использоваться как часть системы, которая генерирует рентгеновские лучи или усиливает радиочастотный (РЧ) или микроволновый электромагнитный сигнал. Некоторые линейные ускорители генерируют импульсы ускоренных частиц посредством импульсной мощности, подаваемой на источник частиц, и мощности на РЧ источник. Некоторые линейные ускорители имеют фиксированные уровни и время для мощности, подаваемой на источник частиц, и мощности, подаваемой на РЧ источник, для фиксации энергии и мощности дозы (например, времени и амплитуды) для импульсов. Другие линейные ускорители могут переключаться между двумя или более заводскими режимами, в которых каждый режим имеет соответствующую мощность, подаваемую на источник частиц, и мощность, подаваемую на РЧ источник. Время подачи мощности одинаково для каждого режима. Более того, переключение режима осуществляется на основе заданного шаблона с чередованием двух режимов.
Раскрытие сущности изобретения
В настоящем изобретении предлагается система управления частотой для настраиваемого линейного ускорителя, содержащая:
РЧ источник, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала;
РЧ цепь управления частотой, соединенную с РЧ источником и выполненную с возможностью регулировки частоты РЧ сигнала;
ускоряющую конструкцию, выполненную с возможностью ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал; и
логическую схему управления, выполненную с возможностью:
приема множества настроек с течением времени для РЧ источника;
поддержания истории настроек, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек для РЧ источника;
регулировки текущего РЧ сигнала в ответ на множество настроек; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории,
причем упомянутое множество настроек представляет собой настройки уровня энергии для РЧ источника.
В вариантах осуществления логическая схема управления выполнена с возможностью инициализации настроек, последних в истории на данный момент, с помощью настройки по умолчанию для РЧ источника для каждой из последних на данный момент настроек.
Логическая схема управления выполнена с возможностью:
подразделения настроек в истории по категориям уровня энергии;
выбора категории из категорий уровня энергии с наибольшим количеством настроек; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на уровень энергии, связанный с выбранной категорией.
Логическая схема управления выполнена с возможностью:
объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
Логическая схема управления выполнена с возможностью:
объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии, и
регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
История охватывает время, меньшее или равное 0,2 секунды.
Логическая схема управления выполнена с возможностью:
приема указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и
добавления указания уровня энергии в историю.
Логическая схема управления выполнена с возможностью:
приема указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса РЧ сигнала; и
изменения временной характеристики дискретизации одного или более РЧ сигналов обратной связи в РЧ цепи управления частотой на основании указания временной характеристики импульса.
В настоящем изобретении также предлагается способ эксплуатации настраиваемого линейного ускорителя, включающий:
применение РЧ источника для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии для РЧ источника с течением времени;
поддержания истории множества настроек уровня энергии, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек уровня энергии для РЧ источника;
ускорение пучка частиц в ответ на РЧ сигнал; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории.
В вариантах осуществления способ дополнительно включает:
прием указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса; и
изменение временной характеристики дискретизации РЧ сигналов обратной связи в цепи управления частотой для РЧ источника на основании указания временной характеристики импульса.
Способ дополнительно включает инициализацию последних на данный момент настроек в истории множества настроек уровня энергии с помощью настройки по умолчанию для каждой из последних на данный момент настроек.
Способ дополнительно включает подразделение настроек уровня энергии в истории по категориям согласно уровню энергии;
выбор категории настроек уровня энергии с наибольшим количеством последних на данный момент настроек уровня энергии; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на выбранную категорию.
Способ дополнительно включает:
объединение множества настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на объединенный уровень энергии.
Способ дополнительно включает:
объединение множества настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии, и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на объединенный уровень энергии.
Поддержание истории настроек включает поддержание истории, охватывающей время, меньшее или равное 0,2 секунды.
Способ дополнительно включает:
прием указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и
добавление указания уровня энергии в историю.
В настоящем изобретении также предлагается система управления частотой для настраиваемого линейного ускорителя, содержащая:
средство для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии для средства для генерирования РЧ сигнала с течением времени;
средство для поддержания истории множества настроек уровня энергии, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек уровня энергии для РЧ источника;
средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал;
средство для регулировки частоты РЧ сигнала; и
средство для регулировки текущей уставки средств для регулировки частоты РЧ сигнала в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории.
В вариантах осуществления система дополнительно содержит средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1А-С показаны принципиальные схемы настраиваемых линейных ускорителей согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 1D показана принципиальная схема настраиваемой системы согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 2А-2Н показаны временные диаграммы, на которых изображены различные сигналы в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 3А-3С показаны принципиальные схемы системы распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 4А-4В показаны временные диаграммы сигналов в системе распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 5A-5D показаны принципиальные схемы входной и выходной цепей системы распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 6А-6В показаны блок-схемы, на которых изображены способы эксплуатации настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 7А-7В показаны блок-схемы, на которых изображены способы распределения инициирующего сигнала в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 8А и 8В показаны принципиальные схемы систем управления частотой в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 8С показана принципиальная схема системы управления частотой согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 9 показана блок-схема, на которой изображены способы регулировки частоты РЧ источника настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 10 показана принципиальная схема системы рентгеновской двумерной визуализации согласно некоторым вариантам осуществления.
Осуществление изобретения
В линейных ускорителях обычно используется источник частиц, выполненный с возможностью генерирования пучка частиц, такой как источник электронов. Пучок частиц направляется через ускоряющую конструкцию. Ускоряющая конструкция представляет собой резонансную структуру, которая использует входной РЧ сигнал для ускорения частиц в пучке частиц. Пучок ускоренных частиц генерируется в результате работы источника частиц в импульсном режиме для генерирования импульса частиц, направленного на ускоряющую конструкцию. РЧ сигнал ускоряет частицы для генерирования пучка ускоренных частиц. Как будет более подробно описано ниже, источником частиц и РЧ источником можно независимо управлять во время работы. Кроме того, время работы источника частиц и РЧ источника и/или управление частотой РЧ источника будут более подробно описаны ниже.
На фиг. 1А-1С показаны принципиальные схемы настраиваемых линейных ускорителей согласно некоторым вариантам осуществления. Как показано на фиг. 1А, система 100а линейного ускорителя (или система или система на основе ускорителя) содержит источник 102 частиц, ускоряющую конструкцию 104 и РЧ источник 108. Ускоряющая конструкция 104 и источник 102 частиц могут быть расположены внутри корпуса 101, такого как вакуумная камера, вакуумная трубка и т.п.
Источник 102 частиц представляет собой устройство или систему, выполненную с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал мощности частиц. Например, источник 102 частиц может представлять собой электронную пушку, источник ионов или другое устройство, выполненное с возможностью генерирования пучка заряженных частиц. Источник 102 частиц выполнен с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц. В одном примере источник 102 частиц может представлять собой диодную электронную пушку, которая имеет два отдельных электрических потенциала, включая катод и фокусирующий электрод, подключенные к первому напряжению, и анод, подключенный ко второму напряжению. В другом примере источник 102 частиц может представлять собой триодную электронную пушку, которая имеет три отдельных электрических потенциала, включая катод и фокусирующий электрод, подключенные к первому напряжению, анод, подключенный ко второму напряжению, и управляющую сетку, как правило, расположенную над поверхностью катода, подключенную к третьему напряжению между первым напряжением и вторым напряжением.
Сигнал 118 мощности частиц представляет собой сигнал, который обеспечивает генерирование источником 102 частиц пучка 114 частиц. Например, в некоторых вариантах осуществления сигнал 118 мощности частиц содержит импульс высокого напряжения, такой как импульс, имеющий амплитуду от 3 киловольт (кВ) до 39 кВ. Импульс высокого напряжения может иметь ширину импульса приблизительно 2-5 микросекунд (мкс); однако в других вариантах осуществления ширина импульса может быть другой.
Источник 106 мощности частиц представляет собой устройство или систему, выполненную с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц. Источник 106 мощности частиц содержит схему генерирования импульсов, которая содержит схему, предназначенную для управления по меньшей мере одним из амплитуды, задержки и ширины импульса в сигнале 118 мощности частиц. Например, источник 106 мощности частиц может содержать источники мощности высокого напряжения, твердотельные или другие высоковольтные/сильноточные переключатели, трансформаторные сети, катушку индуктивности-конденсатор (LC) или сети формирования резонансных импульсов, одно или более устройств накопления энергии, такие как конденсаторы, катушки индуктивности и т.п. Источник 106 мощности частиц также может содержать логическую схему управления, как будет описано ниже.
В некоторых вариантах осуществления источник 106 мощности частиц выполнен с возможностью изменения генерирования импульсов сигнала 118 мощности частиц таким образом, что у текущего импульса одно или более из амплитуды, задержки и ширины импульса отличается от аналогичных параметров предыдущего импульса. То есть характеристики импульсов могут отличаться от импульса к импульсу. В некоторых вариантах осуществления источник 106 мощности частиц выполнен с возможностью генерирования импульсов, имеющих дискретное количество параметров. Например, амплитуда импульса может быть выбрана из ограниченного множества из двух или более амплитуд. Однако в других вариантах осуществления, выбор может быть непрерывным, изменяемым посредством аналоговой или цифровой настройки, по существу непрерывным с цифровыми шагами, которые относительно малы, или тому подобное. Хотя амплитуда использовалась в качестве примера параметра, который может изменяться дискретным и непрерывным образом, в других вариантах осуществления другие параметры могут быть изменены аналогичным образом.
В некоторых вариантах осуществления сигнал 118 мощности частиц может представлять собой не сигнал, который обеспечивает мощность для генерирования пучка 114 частиц, а сигнал, который модулирует источник 102 частиц. Например, сигнал 118 мощности частиц может представлять собой управляющий сигнал, такой как сигнал напряжения сети для триодной электронной пушки. В этом примере источник 102 частиц может содержать соединение для источника постоянного высокого напряжения (не показан), выполненного с возможностью обеспечения высокого напряжения катода. Сигнал 118 мощности частиц обеспечивает модуляцию пучка 114 частиц.
РЧ источник 108 представляет собой устройство или систему, выполненную с возможностью генерирования РЧ сигнала 120 в ответ на сигнал 122 РЧ мощности. Например, РЧ источник 108 может представлять собой магнетрон, маломощный РЧ источник, соединенный с клистронным РЧ усилителем, или другой РЧ источник 108, способный генерировать микроволновые РЧ сигналы в L, S, С, X или других диапазонах частот, таких как РЧ сигнал 120. Микроволны представляют собой форму электромагнитного излучения с длинами волн от одного метра (1 м) до одного миллиметра (1 мм) с частотами от 300 мегагерц (МГц; 1 м) до 300 гигагерц (ГГц; 1 мм), включая ультравысокую частоту (УВЧ; от 300 МГц до 3 ГГц), сверхвысокую частоту (СВЧ; от 3 до 30 ГГц) и крайне высокую частоту (КВЧ; миллиметровая волна; от 30 до 300 ГГц). При частоте электромагнитной энергии в диапазоне от приблизительно 1 ГГц до 100 ГГц микроволновый спектр можно дополнительно разделить на диапазоны, такие как L (1-2 ГГц), S (2-4 ГГц), С (4-8 ГГц), X (8-12 ГГц), Ku (12-18 ГГц), K (18-26,5 ГГц), Ka (26,5-40 ГГц), Q (33-50 ГГц), U (40-60 ГГц), V (50-75 ГГц), W (75-110 ГГц), F (90-140 ГГц) и D (110-170 ГГц). Диапазон L связан с УВЧ, диапазоны с S по Kа связаны с СВЧ, а диапазоны с Q по D связаны с КВЧ.
Сигнал 122 РЧ мощности представляет собой сигнал, который обеспечивает генерирование РЧ источником 108 РЧ сигнала 120. В некоторых вариантах осуществления сигнал 122 РЧ мощности содержит импульс высокого напряжения, такой как импульс, генерируемый магнетроном, имеющим амплитуду приблизительно от 20 кВ до 45 кВ, или импульс, генерируемый клистроном, имеющим амплитуду приблизительно от 100 кВ до 135 кВ. Импульс высокого напряжения может иметь ширину импульса приблизительно 2 5 микросекунд (мкс). Однако в некоторых вариантах осуществления амплитуда и ширина импульса могут отличаться от вышеупомянутых примеров.
Источник 110 РЧ мощности представляет собой устройство или систему, выполненную с возможностью генерирования сигнала 122 РЧ мощности. Источник 110 РЧ мощности содержит схему генерирования импульсов, которая содержит схему, предназначенную для управления по меньшей мере одним из амплитуды, задержки и ширины импульса в сигнале 122 РЧ мощности. Например, источник 110 РЧ мощности может содержать источники мощности высокого напряжения, твердотельные или другие высоковольтные/сильноточные переключатели, трансформаторные сети, сети формирования импульсов LC, одно или более устройств накопления энергии, таких как конденсаторы, катушки индуктивности и т.п. Источник 110 РЧ мощности также может содержать логическую схему управления, как будет описано ниже.
В некоторых вариантах осуществления источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью изменения генерирования импульсов сигнала 122 РЧ мощности таким образом, что у текущего импульса одно или более из амплитуды, задержки и ширины импульса отличается от аналогичных параметров предыдущего импульса. То есть характеристики импульсов могут отличаться от импульса к импульсу. В некоторых вариантах осуществления источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования импульсов, имеющих дискретное количество параметров. Например, амплитуда импульса может быть выбрана из ограниченного множества из двух или более амплитуд. Однако в других вариантах осуществления, выбор может быть непрерывным, изменяемым посредством аналоговой или цифровой настройки, по существу непрерывным с цифровыми шагами, которые относительно малы, или тому подобное. Хотя амплитуда использовалась в качестве примера параметра, который может изменяться дискретным и непрерывным образом, в других вариантах осуществления другие параметры могут быть изменены аналогичным образом.
В некоторых вариантах осуществления один или более аспектов сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности могут отличаться. Например, в некоторых вариантах осуществления временная характеристика сигнала 122 РЧ мощности отличается от сигнала 118 мощности частиц. В других вариантах осуществления задержка и/или ширина импульса могут отличаться между сигналом 118 мощности частиц и сигналом 122 РЧ мощности. В других вариантах осуществления другие аспекты импульсов могут отличаться между сигналом 118 мощности частиц и сигналом 122 РЧ мощности. Кроме того, хотя отдельные аспекты описаны как отличающиеся, в некоторых вариантах осуществления несколько аспектов импульсов могут отличаться между сигналом 118 мощности частиц и сигналом 122 РЧ мощности.
Ускоряющая конструкция 104 выполнена с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал 120 для генерирования ускоренного пучка 116. Например, ускоряющая конструкция 104 может представлять собой конструкцию на бегущей волне (TW), на стоячей волне (SW), гибридную TW-SW конструкцию или другой тип резонансной структуры. Ускоряющая конструкция 104 может содержать несколько электродов, волноводных структур и т.п., выполненных с возможностью приема РЧ сигнала 120 и применения этого сигнала к пучку 114 частиц для генерирования ускоренного пучка 116.
В некоторых вариантах осуществления пучок 114 частиц может представлять собой импульсный электронный пучок. Импульс электронов направлен к ускоряющей конструкции 104. РЧ сигнал 120 может представлять собой импульсный РЧ сигнал. В результате может быть сгенерирован ускоренный электронный пучок 116 с импульсами ускоренных частиц, направленный на мишень 117 для генерирования рентгеновских лучей, или он может использоваться для других целей. Для простоты мишень 117 не изображена на других фигурах; однако ускоренные пучки частиц, описанные в настоящем документе, также могут быть направлены на мишень 117. Более того, в некоторых областях применения мишень 117 может не использоваться. Например, в системе стерилизации может использоваться сам ускоренный электронный пучок 116 вместо использования его для генерирования рентгеновских лучей.
В линейных ускорителях характер импульсов в ускоренном пучке 116 частиц зависит от входного пучка 114 частиц и РЧ сигнала 120. Заданный набор импульсов сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности с конкретной временной характеристикой генерируют соответствующие импульсы в пучке 114 частиц и РЧ сигнале 120, которые, в свою очередь, генерируют соответствующий импульс в ускоренном пучке 116 частиц, имеющем конкретную энергию и мощность дозы. Мощность дозы представляет собой количество излучения, поглощенного за единицу времени В некоторых системах линейных ускорителей используются общие LC сети и преобразователи для генерирования сигналов, аналогичных сигналу 118 мощности частиц и сигналу 122 РЧ мощности. Один источник мощности высокого напряжения может заряжать батарею конденсаторов, которые представляют собой часть LC сети и разряжаются в трансформаторную сеть для генерирования обоих сигналов. После зарядки батареи конденсаторов выходной импульс образуется за счет разрядки конденсаторов в трансформаторную сеть посредством тиратрона. После включения тиратрона конденсаторы разряжаются посредством тиратрона до разрядки. Полученная в результате ширина импульса зависит от заряда конденсатора и трансформаторной сети, а задержка зависит от логической схемы управления. Тиратрон представляет собой тип газонаполненной трубки, используемой в качестве высокомощного электрического переключателя и управляемого выпрямителя. Из-за высокого тока или высокого напряжения твердотельные переключатели не использовались.
Этот общий источник связывает временную характеристику двух сигналов обычных систем линейных ускорителей. Если временная характеристика одного сигнала изменяется, временная характеристика другого сигнала также изменяется. Можно выбрать другую энергию и дозу, изменив заряд конденсаторов, а в других системах разные отводы трансформаторной сети могут допускать разные амплитуды. Независимо от этого, временная характеристика двух сигналов является фиксированной. То есть ширина импульса и задержки одинаковы. Даже если от импульса к импульсу амплитуда одного из сигналов может изменяться, временная характеристика остается зависимой. Кроме того, комбинации энергии и мощности дозы обычно устанавливались во время разработки, не настраивались пользователем в полевых условиях и следовали установленной схеме.
Источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности соответствуют соответствующим управляющим сигналам 124 и 126 соответственно. Логическая схема 112 управления связана с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности. Логическая схема 112 управления выполнена с возможностью генерирования управляющих сигналов 124 и 126. Логическая схема 112 управления может содержать процессор общего назначения, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), микроконтроллер, программируемую логическую матрицу (PLA), устройство, такое как программируемый пользователем логический контроллер (PLC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), дискретные схемы, комбинацию таких устройств и т.п. Логическая схема 112 управления может содержать внутренние части, такие как регистры, кеш-память, ядра обработки, счетчики, таймеры, компараторы, сумматоры и т.п., а также может содержать внешние интерфейсы, такие как адресные интерфейсы и интерфейсы шины данных, интерфейсы прерывания и т.п. Другие устройства интерфейса, такие как логическая схема, запоминающее устройство, интерфейсы связи и т.п., могут быть частью логической схемы 112 управления для соединения логической схемы 112 управления с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности и другими компонентами. Работа логической схемы 112 управления будет описана более подробно ниже со ссылкой на фиг. 2А-2Н. Хотя логическая схема 112 управления изображена отдельно от источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности, в некоторых вариантах осуществления схема логической схемы 112 управления может быть распределена между отдельным компонентом, источником 106 мощности частиц, и источником 110 РЧ мощности для выполнения операций, описанных ниже.
На фиг. 1В показана принципиальная схема настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. Система 100b может быть аналогична системе 100а. Однако в некоторых вариантах осуществления один или оба из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности могут получать питание от основного источника 160 питания. В данном случае как источник 106 мощности частиц, так и источник 110 РЧ мощности получают питание от основного источника 160 питания; однако в других вариантах осуществления источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности могут получать питание от других источников, таких как источник высокого напряжения.
В данном случае изображены два разных основных источника 160а и 160b питания. В некоторых вариантах осуществления питание, которое подается на источник 106 мощности частиц, отличается от питания, которое подается на источник 110 РЧ мощности. Например, основной источник 160b питания может быть выполнен с возможностью подачи питания однофазным переменным током (АС) 230 В, а основной источник 160а питания может быть выполнен с возможностью подачи питания трехфазным АС 400 В. В других вариантах осуществления величина питания может отличаться, основные источники 160а и 160b питания могут быть одинаковыми источниками питания или подавать аналогичную величину питания и т.п.
Источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности каждый выполнены с возможностью генерирования соответствующего сигнала 118 мощности частиц или сигнала 122 РЧ мощности от соответствующего основного источника 160а или 160b питания соответственно. В частности, источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности не выполнены с возможностью генерирования импульсов в соответствующем сигнале 118 мощности частиц или сигнале 122 РЧ мощности в ответ на общий импульс высокого напряжения. Вместо этого, схема формирования импульсов, используемая для генерирования каждого из сигнала 118 мощности частиц или сигнала 122 РЧ мощности, находится в соответствующем источнике 106 мощности частиц или источнике 110 РЧ мощности.
На фиг. 1С показана принципиальная схема настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. Система 100с может быть аналогична системе 100а и 100b. Однако в некоторых вариантах осуществления источник 110с РЧ мощности содержит источник 162а высокого напряжения, а источник 106с мощности частиц содержит источник 162b высокого напряжения. То есть источник 110с РЧ мощности и источник 106с мощности частиц содержат отдельные источники 162а и 162b питания высокого напряжения.
Каждый из источника 110с РЧ мощности и источника 106с мощности частиц выполнен с возможностью генерирования соответствующего сигнала 122 РЧ мощности или сигнала 118 мощности частиц из высокого напряжения от связанного источника 162а или 162b высокого напряжения. Источники 162а и 162b высокого напряжения выполнены с возможностью получения подводимого питания 161а и 161b соответственно. В некоторых вариантах осуществления подводимое питание 161а и 161b может поступать от основного источника питания, такого как основные источники 160b и 160а питания, показанные на фиг. 1В. Однако в других вариантах осуществления подводимое питание 161а и 161b может быть сгенерировано общим источником высокого напряжения. Соответственно каждый из источников 162а и 162b высокого напряжения может быть выполнен с возможностью генерирования отличающегося внутреннего высокого напряжения, зарядки внутренних конденсаторов и т.п., связанных с генерированием связанного сигнала 122 РЧ мощности или сигнала 118 мощности частиц.
На фиг. 1D показана принципиальная схема настраиваемой системы согласно некоторым вариантам осуществления. Система 100d содержит логическую схему 112 управления, источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности, аналогичные описанным в настоящем документе, например, показанным на фиг. 1А-С. Система 100d выполнена с возможностью аналогичной выдачи сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности. Сигнал 118 мощности частиц и сигнал 122 РЧ мощности выводятся в систему 103. Система 103 может содержать систему ускорителя частиц; однако в других вариантах осуществления система 103 может содержать разные типы систем. Например, система 103 может представлять собой систему, в которой источник мощности частиц может быть независимым во времени от источника РЧ мощности.
На фиг. 2А-2Н показаны временные диаграммы, на которых изображены различные сигналы в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления. Система 100а на фиг. 1А используется в качестве примера; однако сигналы и временная характеристика, описанные в настоящем документе, могут применяться к другим вариантам осуществления, таким как системы 100b и 100с, показанные на фиг. 1В и 1С. Как показано на фиг. 1А и 2А, в некоторых вариантах осуществления сообщение 200 и соответствующий инициирующий сигнал 202 могут быть приняты логической схемой 112 управления как управляющий сигнал 128. В некоторых вариантах осуществления сообщение 200 и инициирующий сигнал 202 могут быть переданы на логическую схему 112 управления посредством общего интерфейса связи, такого как один последовательный интерфейс, параллельный интерфейс и т.п. Однако в других вариантах осуществления сообщение 200 и инициирующий сигнал 202 могут быть переданы по отдельным интерфейсам. Например, сообщение 200 может быть передано через последовательный или параллельный интерфейс, посредством которого могут быть переданы данные; однако инициирующий сигнал 202 передается через одну линию, штырь, провод, линию передачи, дифференциальную пару и т.п. Хотя конкретные примеры каналов или интерфейсов связи описаны выше, в другом примере каналы или интерфейсы связи могут быть другими.
Сообщение 200 представляет собой сигнал, который содержит указания свойств поступающего импульса. Например, сообщение 200 может содержать указание об одном или более параметрах амплитуды и временной характеристики пучка 114 частиц, РЧ сигнала 120, сигнала 118 мощности частиц, сигнала 122 РЧ мощности и т.п. Указание параметра может иметь ряд форм, например, абсолютное значение параметра, относительно значение параметра, процентную долю заданного значения параметра, процентную долю максимального значения параметров, индекс в справочной таблице для параметра и т.п.
В некоторых вариантах осуществления информация о конфигурации может быть заранее передана на логическую схему 112 управления. Например, информация о конфигурации может включать в себя информацию, связывающую индекс с конкретным значением параметра. Например, индекс 0 может быть связан с напряжением 20 кВ для сигнала 122 РЧ мощности, а индекс 1 может быть связан с напряжением 40 кВ. В результате сообщение 200 может содержать только индекс, указывающий конкретное напряжение для сигнала 122 РЧ мощности.
В ответ на прием сообщения 200 логическая схема 122 управления может передавать на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности информацию, основанную на сообщении 200, для поступающего импульса с использованием управляющих сигналов 124 и 126 соответственно. Эта информация может иметь или может не иметь такую же форму, как и информация, принятая логической схемой 112 управления. Например, в некоторых вариантах осуществления логическая схема 112 управления может пересылать информацию о конфигурации для поступающего импульса на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности. В других вариантах осуществления логическая схема 112 управления может преобразовывать информацию, например, за счет преобразования желаемой энергии и дозы в параметры амплитуды и временной характеристики для источника 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112 управления может преобразовывать информацию в характерную для источника информацию, которая затем может быть дополнительно преобразована источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности. Например, логическая схема 112 управления может преобразовывать информацию в индексы, которые источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности преобразуют в информацию о амплитуде и временной характеристике.
Инициирующий сигнал 202 представляет сигнал, принятый логической схемой 112 управления. Например, инициирующий сигнал 202 может представлять собой инициирующий сигнал, принятый от более крупной системы, такой как система сканирования груза, которая содержит систему 100а. Инициирующий сигнал 202 указывает момент времени, с которого будут генерироваться импульсы сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности.
Сообщение 200 и инициирующий сигнал 202 смещены во времени, причем инициирующий сигнал происходит позже. Это смещение во времени может обеспечивать передачу содержимого сообщения 200 на различные части системы 100а и/или обеспечивать подготовку различных частей к поступающему импульсу. Например, один или оба из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности могут требовать времени для зарядки батареи конденсаторов, настройки переключателей или выполнения других операций для подготовки к генерированию соответствующего сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности после приема инициирующего сигнала 202. В ответ на прием сообщения 200, логическая схема 112 управления может связываться с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности для установления параметров для поступающего импульса, например, за счет передачи информации о амплитуде и временной характеристике, передачи индексов в справочные таблицы, которые ранее переданы на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности, и т.п. В ответ, источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности могут подготавливаться к генерированию соответствующего сигнала 118 мощности частиц и сигнала 120 РЧ мощности.
Управляющие импульсы 204 и 206 обеспечивают управление импульсами сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности соответственно. Логическая схема 112 управления выполнена с возможностью приема инициирующего сигнала 202 и, в ответ на это, обеспечения генерирования управляющих импульсов 204 и 206. В некоторых вариантах осуществления управляющие импульсы 204 и 206 могут быть переданы от логической схемы 112 управления на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности. Однако, как будет описано ниже, управление всей системой 100а может быть распределено между различными подсистемами, причем информация сообщения и инициирующего сигнала передается от логической схемы 112 управления на эти подсистемы. Например, логическая схема 112 управления может принимать исходную информацию о конфигурации, которая затем разделяется и передается на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности.
После приема инициирующего сигнала 202 и в ответ на него генерируются управляющие импульсы 204 и 206. В некоторых вариантах осуществления управляющие импульсы 204 и 206 могут быть сгенерированы как можно быстрее в ответ на инициирующий сигнал 202. Однако в других вариантах осуществления управляющие импульсы 204 и 206 могут быть сгенерированы после задержки. В данном случае управляющие импульсы 204 и 206 генерируются после задержки Т1. Управляющие импульсы имеют ширину импульса Т2. Как изображено, управляющие импульсы 204 и 206 имеют одинаковую задержку Т1 и ширину импульса Т2; однако, как будет описано ниже, задержка и ширина импульса могут отличаться.
Хотя инициирующий сигнал 202 изображен как импульс, в некоторых вариантах осуществления информация инициирующего сигнала передается посредством фронта инициирующего сигнала 202. В данном случае фронт представляет собой нарастающий фронт, но в других вариантах осуществления фронт может представлять собой спадающий фронт. Кроме того, хотя инициирующий сигнал 202 изображен как имеющий конкретную ширину, в других вариантах осуществления ширина может быть другой. Например, инициирующий сигнал 202 может иметь ширину, которая больше порогового значения. Инициирующий сигнал 202 может быть обработан, чтобы отфильтровать ложные инициирующие сигналы. Пороговая ширина может использоваться в качестве критерия для определения того, является ли инициирующий сигнал 202 допустимым инициирующим сигналом. Задержка Т1 может обеспечивать время на определение того, является ли инициирующий сигнал 202 допустимым инициирующим сигналом, перед инициированием отправки управляющих импульсов 204 и 206.
Как показано на фиг. 1А и 2В, в некоторых вариантах осуществления может быть принято несколько сообщений 200 и инициирующих сигналов 202. В этом примере приняты два сообщения 200-1 и 200-2. После приема каждого сообщения 200 происходит прием соответствующего инициирующего сигнала 202. В данном случае инициирующий сигнал 202-1 инициирует отправку управляющих импульсов 204-1 и 206-1 на основании сообщения 200-1. Аналогично инициирующий сигнал 202-2 инициирует отправку управляющих импульсов 204-2 и 206-2 на основании сообщения 200-2. В данном случае управляющие импульсы 204-1, 204-2, 206-1 и 206-2 имеют одинаковую задержку Т1 и одинаковую ширину импульса Т2. Каждое из сообщений 200-1 и 200-2 может задавать одинаковые параметры. В других вариантах осуществления сообщение 200-1 может задавать параметры, а сообщение 200-2 указывает, что нужно использовать последний набор параметров.
Сообщения 200 и/или инициирующие сигналы 202 могут быть разделены во времени регулируемым периодом. В некоторых вариантах осуществления полученные в результате управляющие импульсы 206 могут появляться с управляемой частотой повторения импульсов. Таким образом, последовательность управляющих импульсов 206 может быть разделена во времени периодом, обратным частоте повторения импульсов. Для заданной последовательности управляющих импульсов 206 период между импульсами 206 может быть по существу одинаковым. Однако в других вариантах осуществления период между импульсами 206 может изменяться между группами импульсов или отдельными импульсами.
Сообщение 200-2 изображено как более позднее во времени, чем инициирующий сигнал 202-1 и управляющие импульсы 204-1 и 206-1. Например, в некоторых вариантах осуществления задержка сообщения 200-2 может использоваться для обеспечения обработки данных, полученных системой, содержащей систему 100а. Однако в других вариантах осуществления временная характеристика может быть другой. Например, сообщение 202-2 может быть передано во время прохождения инициирующего сигнала 202-1 и управляющих импульсов 204-1 и 206-1.
Как показано на фиг. 1А и 2С, временная характеристика может быть аналогична показанной на фиг. 2В. Однако сообщение 200-3 указывает, что, хотя задержка может быть такой же Т1, ширина импульса представляет собой другое время Т3. Например, сообщение 200-3 может указывать относительное увеличение ширины импульса Т3, другую абсолютную ширину импульса Т3, другой режим, имеющий ширину импульса Т3, и т.п. Независимо от этого, после инициирования отправки импульса посредством инициирующего сигнала 202-3, используется другая ширина импульса Т3. Таким образом, ширина импульса может меняться от импульса к импульсу. Хотя изображены только два импульса и связанные инициирующие сигналы, ширина импульса может изменяться для каждого последующего инициирующего сигнала и связанного импульса. Несколько последовательных инициирующих сигналов и связанных импульсов могут иметь одинаковые параметры, несколько разных параметров или все разные параметры.
Как показано на фиг. 1А и 2D, временная характеристика может быть аналогична показанной на фиг. 2С. Однако сообщение 200-4 включает в себя другую задержку импульса Т4 для управляющего импульса 206-4. В данном случае сообщение 200-4 содержит указание о другой задержке импульса Т4. Другая задержка импульса Т4 может быть передана в сообщении 200-4 различными способами, как описано выше. Хотя в качестве примера для управляющего импульса 206-4 использовалась другая задержка, задержка может отличаться для управляющего импульса 204-4 или отличаться для обоих управляющих импульсов 204-4 и 206-4. То есть, один или оба из управляющих импульсов 204-4 и 206-4 могут иметь отличающуюся задержку импульса Т4. Более того, задержки управляющих импульсов 204-4 и 206-4 могут отличаться друг от друга, помимо отличия от задержки Т1.
В различных временных диаграммах, описанных выше, ширина импульса и задержка для управляющих импульсов 204 и 206 использовались в качестве примеров. В других вариантах осуществления может использоваться любая комбинация ширины импульса и задержки для управляющих импульсов 204 и 206, причем некоторые из них отличаются, а другие - одинаковы между текущими управляющими импульсами 204 и 206 и предыдущими управляющими импульсами 204 и 206. Кроме того, хотя отличие описано в отношении двух последовательных импульсов, возможны различные отличия между каждым и любым из импульсов, независимо от того, идентичны они или подобны.
Как показано на фиг. 1А и 2Е, временная характеристика может быть аналогична показанной на фиг. 2В. В некоторых вариантах осуществления амплитуда сигнала или сигналов, указанных в сообщении 200, может отличаться от импульса к импульсу. Хотя временная характеристика, показанная на фиг. 2В, используется в качестве примера, амплитуда или амплитуды, которые изменяются, могут изменяться как в других примерах временных характеристик, показанных на фиг. 2С и 2D, или могут быть внесены другие изменения временных характеристик.
Управляющие импульсы 204-1 и 204-2 связаны, соответственно, с импульсами 118-1 и 118-2 мощности сигнала 118 мощности частиц. Аналогично управляющие импульсы 206-1 и 206-2 связаны, соответственно, с импульсами 122-1 и 122-2 мощности сигнала 122 РЧ мощности. Первое сообщение 200-1 может задавать амплитуды для импульсов 118-1 и 122-1 мощности. В ответ на инициирующий сигнал 202-1 амплитуды устанавливаются соответственно в импульсах 118-1 и 122-1 мощности.
Второе сообщение 200-2 задает другую амплитуду для обоих импульсов 118-2 и 122-2 мощности. В результате, в ответ на инициирующий сигнал 202-2 соответственно устанавливаются амплитуды. Хотя в качестве примера использовалось повышение амплитуды обоих импульсов 118 и 122 мощности, амплитуда любого конкретного импульса мощности может не изменяться, может снижаться, и может изменяться на разные величины.
Как описано выше, временная характеристика и амплитуда импульсов 118 и 122 мощности может отличаться для каждого импульса 118 и 122 мощности от импульса к импульсу, и импульсы 118 и 122 мощности могут отличаться друг от друга. В некоторых вариантах осуществления амплитуда одного или более импульсов 118 и 122 мощности может изменяться в пределах импульса. Напряжение, ширина импульса, задержка импульса и другие характеристики импульсов могут быть независимыми и/или отличающимися. В результате РЧ сигнал 120 и пучок 114 частиц могут иметь аналогичные соответствующие характеристики, что оказывает влияние на ускоренный пучок 116 частиц. Кроме того, хотя в качестве примера использовались два импульса, в других вариантах осуществления последовательность импульсов с разными параметрами может состоять из трех или более импульсов.
Как показано на фиг. 2F, в некоторых вариантах осуществления одно сообщение может быть связано с несколькими инициирующими сигналами. Например, временная характеристика на фиг. 2Е может быть аналогична показанной на фиг. 2В. Однако одно сообщение 200-1 используется для задания свойств импульсов, отправка которых инициируется в ответ на инициирующие сигналы 202-1 и 202-2. В этом примере свойства одинаковы, поскольку последующий инициирующий сигнал 202-2 может инициировать отправку только тех импульсов, у которых последние на данный момент свойства. Однако в других вариантах осуществления свойства могут отличаться согласно информации, заданной в сообщении. Например, сообщение 200-1 может содержать информацию для двух или более разных последующих импульсов. В другом примере сообщение 200-1 может определять принцип изменения импульсов в последующих инициирующих сигналах, например, повышение или снижение амплитуды или временной характеристики, шаблон для изменений и т.п. После каждого инициирующего сигнала источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности могут быть перенастроены для генерирования другого импульса для подготовки к следующему инициирующему сигналу 202. Например, логическая схема 112 управления может начать перенастройку источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности после генерирования управляющих импульсов 204-1 и 206-1 для подготовки к инициирующему сигналу 202-2. В некоторых вариантах осуществления связь одного сообщения с несколькими инициирующими сигналами может обеспечивать более высокую частоту импульсов, поскольку сообщение 200 не передается для каждого импульса.
Как показано на фиг. 2G, временная характеристика может быть аналогична показанной на фиг. 2В. Однако сообщения 200-1 и 200-2, которые определяют связанные импульсы, приняты до инициирующего сигнала 202-1 для первого из импульсов. Отправка второго импульса может быть инициирована в ответ на инициирующий сигнал 202-2, как определено сообщением 200-2. Соответственно, несколько импульсов могут быть переданы на логическую схему 112 управления, которая затем инициирует отправку связанных управляющих импульсов 204 и 206 в ответ на соответствующий инициирующий сигнал 202.
Независимо от того, как установлена связь сообщения 200 и инициирующего сигнала 202, в некоторых вариантах осуществления каждый инициирующий сигнал 202 приводит к созданию импульса. Информация сообщения 200 может быть передана, как описано в настоящем документе, с такой скоростью, что инициирующий сигнал 202 может генерировать от менее 30 до приблизительно 1000 импульсов в секунду или более.
Как показано на фиг. 2Н, временная характеристика может быть аналогична показанной на фиг. 2А. Однако также изображены исходная информация о конфигурации и передача информации импульса. В некоторых вариантах осуществления в более раннее время информация 210 передается на логическую схему 112 управления. Эта информация 210 включает в себя информацию о конфигурации для логической схемы управления, источника 106 мощности частиц, источника 110 РЧ мощности и т.п.
В ответ на информацию 210 логическая схема 112 управления может передавать характерную для системы информацию на различные подсистемы. Например, информация 212 о источнике частиц может быть передана на источник 106 мощности частиц, а информация 214 о РЧ источнике может быть передана на источник 110 РЧ мощности. Каждая из информаций 212 и 214 может включать в себя характерную для системы информацию, такую как информация о временной характеристике, информация об амплитуде, справочные таблицы, информация о калибровке и т.п., как описано выше.
Хотя информация 210 изображена как один пакет информации, передача информации 210 может быть распределена по времени, передана в ходе последовательности операций и т.п. Аналогично характерная для системы информация 212 и 214 также может быть передана различными способами. В некоторых вариантах осуществления информация 210, 212 и 214 передается после включения системы 100а, но до создания импульсов. Однако в других вариантах осуществления информация 210, 212 и 214 может быть передана в любое время, вследствие чего различные подсистемы, такие как источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности, имеют информацию, чтобы надлежащим образом ответить на сообщение 200 и инициирующий сигнал 202, включая передачу непосредственно перед сообщением 200 и инициирующим сигналом 202. Более того, хотя передача информации 210, 212 и 214 изображена как выполняемая последовательно с сообщением 200 и инициирующим сигналом 202, в некоторых вариантах осуществления передача информации 210, 212 и 214 может осуществляться при генерировании импульсов. Например, как будет описано ниже, в некоторых вариантах осуществления несколько каналов связи могут соединять логическую схему 112 управления с другими подсистемами. Сообщение 200, инициирующий сигнал 202 и информация 210, 212 и 214 могут быть одновременно переданы по этим каналам связи.
Хотя в качестве примеров использовалась передача информации на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности, в других вариантах осуществления дополнительная информация может быть передана на другие подсистемы. Например, информация может быть передана на систему управления частотой для РЧ источника 108, как описано ниже. Более того, в некоторых вариантах осуществления информация для источника 106 мощности частиц и информация для источника 110 РЧ мощности могут быть переданы вместе. Например, логическая схема 112 управления может передавать информацию для источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности на модулирующую подсистему, которая затем передает эту характерную информацию на источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности.
В некоторых вариантах осуществления за счет наличия независимых источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности, временная характеристика может быть изменена так, как описано выше. Более того, в некоторых вариантах осуществления могут быть изменены как временная характеристика, так и амплитуда. Это обеспечивает независимое управление энергией и мощностью дозы полученного в результате выходного импульса в ускоренном пучке 116 частиц. Например, пользователь может устанавливать энергию равной 4 MB и изменять дозу по желанию. Энергия может быть установлена для последовательности импульсов посредством установки параметров источника 110 РЧ мощности, но временная характеристика и/или амплитуда источника 110 мощности частиц могут изменяться для изменения дозы или мощности дозы. В конкретном примере, во время сканирования транспортного средства, мощность дозы может быть существенно уменьшена при сканировании части транспортного средства, в которой находится оператор транспортного средства. Мощность дозы может быть выше для импульсов при сканировании других частей транспортного средства, в которых находится груз. Например, сниженная мощность дозы может изменяться от 0,01 до 0,20 рад/мин при конкретной частоте повторения импульсов, при этом более высокая мощность дозы может изменяться от 1 рад/мин до 30 рад/мин при той же частоте повторения импульсов. В результате оператору транспортного средства может не потребоваться выходить из транспортного средства во время сканирования, что увеличивает пропускную способность. Кроме того, пользователь может захотеть изменить уровень энергии, например, переключиться между 4 MB, 5 MB, 6 MB и т.п. Независимость источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности позволяет выполнять эту операцию, включая изменение энергии, а затем изменение дозы для этой энергии. В одном примере гибкость изменения энергии и мощности дозы может обеспечить лучшее различение материала (MD), чем при сканировании.
Соответственно, пользователь может использовать логическую схему 112 управления для настройки и выбора от дискретного количества до произвольного количества режимов с различными комбинациями дозы и энергии. В некоторых вариантах осуществления может быть установлено множество режимов, но в систему 100а передается только подмножество, как описано выше. Если желателен другой набор доступных режимов, другое подмножество может быть передано в систему 100а, как описано выше. Последнее подмножество может или не может перекрываться с предыдущим подмножеством. Хотя в качестве примера использовалось подмножество режимов, в некоторых вариантах осуществления информация о конфигурации для всех возможных режимов может быть передана в систему 100а, как описано выше.
Независимость источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности обеспечивает работу одной конструкции аналогично нескольким предыдущим конструкциям. Кроме того, не требуется знать конкретные комбинации дозы и энергии при заказе системы 100а. Если желаемые комбинации дозы и энергии меняются в процессе проектирования системным интегратором, другая система не требуется, пока новые комбинации дозы и энергии находятся в пределах возможности настройки системы 100а. Пользователь может изменить рабочие условия по желанию.
На фиг. 3А-3С показаны принципиальные схемы системы распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления. В качестве примера будет использоваться система 100а, показанная на фиг. 1А; однако система 300а распределения инициирующих сигналов может использоваться в других вариантах осуществления, например, показанных на фиг. 1В и 1С и т.п. На фиг. 4А-4В показаны временные диаграммы сигналов в системе распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления.
Как показано на фиг. 1А, 3А и 4А, система 300а распределения инициирующих сигналов содержит первую, вторую и третью логические схемы 302, 304 и 306 управления, соединенные с шиной 311 передачи инициирующих сигналов. Логическая схема 302 управления может представлять собой часть логической схемы 112 управления. Логическая схема 304 управления может быть частью системы 305 частиц, содержащей источник 102 частиц и источник 106 мощности частиц. Логическая схема 306 управления может быть частью РЧ системы 307, содержащей РЧ источник 108 и источник 110 РЧ мощности. Хотя система 305 частиц и РЧ система 307 являются единственными изображенными системами с аналогичным расположением, в других вариантах осуществления система 300а распределения инициирующих сигналов может содержать другие системы, соединенные с шиной 311 передачи инициирующих сигналов.
Каждая из логических схем 302, 304 и 306 управления может содержать процессор общего назначения, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), микроконтроллер, программируемую логическую матрицу (PLA), устройство, такое как программируемый пользователем логический контроллер (PLC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), дискретные схемы, комбинацию таких устройств и т.п. Каждая из логических схем 302, 304 и 306 управления может содержать внутренние части, такие как регистры, кеш-память, ядра обработки, счетчики, например, счетчики 350, 352 и 354, таймеры, компараторы, сумматоры и т.п., а также может содержать внешние интерфейсы, такие как адресные интерфейсы и интерфейсы шины данных, интерфейсы прерывания и т.п. Другие устройства интерфейса, такие как логическая схема, запоминающее устройство, интерфейсы связи и т.п., могут быть частью каждой из логических схем 302, 304 и 306 управления для соединения логической схемы 302, 304 и 306 управления с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности, внутренними компонентами этих источников 106 и 110 и/или другими компонентами. Более того, хотя система 305 частиц и РЧ система 307 изображены с одной логической схемой 304 и 306 управления соответственно, в некоторых вариантах осуществления системы могут быть подразделены на несколько систем, каждая со своей собственной логической схемой управления с соединением с шиной 311 передачи инициирующих сигналов.
Вход 308 инициирующего сигнала представляет собой вход в логическую схему 302 управления, через который может быть принят инициирующий сигнал 400 от пользователя. Инициирующий сигнал 400 может быть принят от большей системы, которая включает в себя систему 300а. Например, инициирующий сигнал 400 может быть сгенерирован системой пользовательского интерфейса большей системы. Независимо от его источника, как описано выше, инициирующий сигнал 400 может быть принят рядом способов посредством ряда интерфейсов. В некоторых вариантах осуществления вход 308 инициирующего сигнала представляет собой один вход, линию, штырь, дифференциальный вход и т.п.
Шина 311 передачи инициирующих сигналов может иметь ряд форм. Например, шина 311 передачи инициирующих сигналов может представлять собой электрическое соединение между выходом инициирующего сигнала логической схемы 302 управления и входом инициирующего сигнала логической схемы 304 и 306 управления. В других вариантах осуществления шина 311 передачи инициирующих сигналов может содержать несколько линий, например, один для каждой расположенной далее логической схемы управления, такой как логическая схема 304 и 306 управления.
Логическая схема 302 управления выполнена с возможностью приема инициирующего сигнала 400 и генерирования другого инициирующего сигнала 406 в шине 311 передачи инициирующих сигналов в ответ на инициирующий сигнал 400. Второй инициирующий сигнал 406 имеет задержку относительно инициирующего сигнала 400 в размере настраиваемого количества циклов счетчика логической схемы 302 управления. Например, логическая схема 302 управления может содержать осциллятор, например, схему на основе кварцевого осциллятора. Этот осциллятор может использоваться для циклического включения счетчика логической схемы 302 управления. Логическая схема 302 управления может быть выполнена с возможностью фиксации состояния счетчика во время приема нарастающего фронта инициирующего сигнала 400. Логическая схема 302 управления может быть выполнена с возможностью вывода инициирующего сигнала 406 после достижения настраиваемого количества циклов этого счетчика. В данном случае время Т5 представляет задержку.
Сигнал 402 представляет время, указанное состоянием счетчика 350 относительно инициирующего сигнала 400. Изменчивость 408 представляет неопределенность значения счетчика 350 из-за таких факторов, как стабильность осциллятора, задержки на логических вентилях и период работы счетчика. Инициирующий сигнал 406 генерируется на основании значения счетчика 350 и настраиваемого количества циклов счетчика 350. Таким образом, инициирующий сигнал 406 имеет неопределенность, основанную на неопределенности сигнала 402 и дополнительных факторов, таких как стабильность осциллятора, задержки на логических вентилях и период работы счетчика 350. В результате этого инициирующий сигнал 406 обусловливает задержку Т5 относительно инициирующего сигнала 400 с неопределенностью 410.
В дополнение к генерированию инициирующего сигнала 406 логическая схема 302 управления может быть выполнена с возможностью осуществления программы обработки прерываний в ответ на инициирующий сигнал 400. Времена Т6 и Т7 представляют минимальное и максимальное ожидаемое время обработки для завершения исполнения программы обработки прерываний. Разница между временами Т6 и Т7 может быть больше неопределенности 410. Время Т5 больше максимального ожидаемого времени обработки для программы обработки прерываний, то есть больше времени Т7. В результате, появление инициирующего сигнала 406 основано на свойствах осциллятора, а не на том, когда процессор может завершить исполнение программы обработки прерываний. Другими словами, задержка при генерировании инициирующего сигнала 406 может скрывать более значительные неопределенности в логической схеме 302 управления, что приводит к меньшей неопределенности. В конкретном примере желаемая задержка может составлять 10 мкс +/- 2 мкс. Однако неопределенность завершения исполнения программы обработки прерываний может составлять +/- 3 мкс. За счет скрытия неопределенности программы обработки прерываний может быть достигнута более высокая точность.
Как показано на фиг. 1А, 3А и 4В, логическая схема 302 управления соединена с шиной 311 передачи инициирующих сигналов. Изображены два инициирующих сигнала 400-1 и 400-2. Используя инициирующий сигнал 406-1 в качестве примера, логическая схема 302 управления выполнена с возможностью генерирования соответствующего инициирующего сигнала 406-1 в шине 311 передачи инициирующих сигналов, как описано выше. Каждая из логических схем 304 и 306 управления выполнена с возможностью приема инициирующего сигнала 400-1 и генерирования в ответ инициирующего сигнала 410-1 или 412-1 соответственно. Каждый из этих инициирующих сигналов 410-1 и 412-1 может быть сгенерирован аналогично инициирующему сигналу 406. То есть счетчик 352 и 354 связанных логических схем 304 и 306 управления используется при генерировании инициирующих сигналов 410-1 и 412-1.
Инициирующие сигналы 410-1 и 412-1 представляют сигналы на управляющих интерфейсах 310 и 312 логических схем 304 и 306 управления соответственно. Инициирующие сигналы 410-1 и 412-1 и управляющие интерфейсы 310 и 312 приведены исключительно для примера. Хотя для каждой из логических схем 304 и 306 управления изображен только один управляющий интерфейс, в других вариантах осуществления одна или обе из них могут иметь более одного управляющего интерфейса 310 или 312 и могут быть выполнены с возможностью передачи более одного соответствующего инициирующего сигнала 410-1 или 412-1. Хотя сигналы 410 и 412 называются инициирующими сигналами, сигналы могут представлять собой управляющие импульсы, как описано выше.
Как описано выше, система 305 частиц может содержать источник 106 мощности частиц и источник 102 частиц. В ответ на инициирующий сигнал 410-1 источник 106 мощности частиц выполнен с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц. Источник 102 частиц выполнен с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц. Аналогично РЧ система 307 может содержать источник 110 РЧ мощности и РЧ источник 108. В ответ на инициирующий сигнал 412-1 источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 122 РЧ мощности. РЧ источник 108 выполнен с возможностью генерирования РЧ сигнала 120 в ответ на сигнал 122 РЧ мощности. Соответственно, пучок 114 частиц и РЧ сигнал 120 для генерирования ускоренного пучка 116 частиц могут быть инициированы в ответ на общий инициирующий сигнал 400-1, в результате чего другие инициирующие сигналы распределяются посредством системы 300а для синхронизации временных характеристик.
Операция, осуществляемая в ответ на инициирующий сигнал 400-2, может быть аналогична описанной в отношении инициирующего сигнала 400-1. Однако, как описано выше, параметры импульса могут быть изменены. Соответственно, временная характеристика инициирующих сигналов 410-2 и 412-2 может отличаться от инициирующих сигналов 410-1 и 412-1, и работа системы также может отличаться.
Как показано на фиг. 1А, 3В, 4А и 4В, система 300b распределения инициирующих сигналов может содержать дополнительные каналы связи между логическими схемами 302, 304 и 306 управления. В данном случае изображены два канала 360 и 362 связи; однако в других вариантах осуществления может использоваться только один или более двух каналов связи. Каналы 360 и 362 связи могут включать в себя любой канал связи, который позволяет логическим схемам 302, 304 и 306 управления передавать информацию. Например, каналы 360 и 362 связи могут включать в себя последовательные каналы связи, параллельные каналы связи, шину локальной сети контроллера (CAN), шину межсоединений интегральных схем (I2C), Modbus, Ethernet и т.п.
Логическая схема 304 и 306 управления может содержать запоминающее устройство 356 и 357 для информации 358 и 359 о конфигурации. В некоторых вариантах осуществления информация 358 и 359 о конфигурации может быть передана через канал 360 связи. Например, информация 358 о конфигурации может содержать справочную таблицу (LUT), содержащую связь индекса, ширины импульса, задержки импульса и амплитуды импульса системы 305 частиц. Информация 358 о конфигурации может содержать несколько аналогичных записей для определения нескольких других потенциальных импульсов системы 305 частиц. Аналогично информация 359 о конфигурации может содержать справочную таблицу (LUT), содержащую связь индекса, ширины импульса, задержки импульса и амплитуды импульса РЧ системы 307. Информация 359 о конфигурации может содержать несколько аналогичных записей для определения нескольких других потенциальных импульсов РЧ системы 307.
Хотя сохранение информации 358 и 359 о конфигурации было описано с использованием LUT, в других вариантах осуществления могут использоваться другие методы. Например, информация 358 и 359 о конфигурации может содержать параметры для уравнений, определяющих ширину импульса, задержку импульса и амплитуду импульса соответствующей системы.
В некоторых вариантах осуществления разные типы информации могут передаваться по разным каналам 360 и 362 связи. В некоторых вариантах осуществления канал 360 связи может представлять собой канал связи с более высокой скоростью передачи, в то время как канал 362 связи может представлять собой канал связи с более низкой скоростью передачи. Зависимая от времени информация может быть отправлена по каналу 360 связи с более высокой скоростью передачи, в то время как информация о конфигурации отправляется по каналу 362 связи с более низкой скоростью передачи. Например, информация 358 и 359 о конфигурации может быть передана на систему 305 частиц и РЧ систему 307 соответственно по каналу 362 связи с более низкой скоростью передачи. Однако информация о поступающем импульсе может быть передана по каналу 360 связи с более высокой скоростью передачи. В конкретном примере при частоте 500 импульсов в секунду передача информации о поступающем импульсе, конфигурации различных систем, таких как система 305 частиц и РЧ система 307, инициирования импульса и самом фактическом импульсе может осуществляться менее чем за 2 миллисекунды (мс). Высокоскоростной канал 360 связи в этом примере должен быть способен передавать информацию о поступающем импульсе за долю этого времени, чтобы выделить время для других операций, связанных с импульсом.
Как показано на фиг. 3С, в некоторых вариантах осуществления, система 300с распределения инициирующих сигналов может содержать цепь настраиваемой задержки. Цепь настраиваемой задержки представляет собой цепь, выполненную с возможностью задержки и/или изменения временной характеристики входного импульса. Примеры цепей настраиваемой задержки будут описаны ниже.
Система 300с распределения инициирующих сигналов содержит логические схемы 302, 304 и 306 управления, аналогичные описанным со ссылкой на фиг. 3А и 3В. Однако логические схемы 302, 304 и 306 управления содержат цепи 350с, 352с и 354с настраиваемой задержки соответственно. Цепи 350с, 352с и 354с настраиваемой задержки могут содержать счетчики, логические схемы, регистры и т.п., которые обеспечивают настраиваемые задержки, или любое другое аппаратное или программное обеспечение, выполненное с возможностью предоставления изменяемой задержки.
На фиг. 5A-5D показаны принципиальные схемы входной и выходной цепей системы распределения инициирующих сигналов в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления. В некоторых вариантах осуществления цепи могут использоваться в логической схеме управления настраиваемого линейного ускорителя, такой как логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления и т.п., как описано в настоящем документе. Как показано на фиг. 5А, в некоторых вариантах осуществления входная цепь для приема инициирующего сигнала 508 может содержать осциллятор 502, счетчик 504 и регистр 506. Осциллятор 502 выполнен с возможностью генерирования тактового сигнала 514, используемого для увеличения значения счетчика 504. Счетчик 504 выполнен с возможностью вывода значения 512 счетчика. Инициирующий сигнал 508 используется для сохранения текущего значения 512 счетчика 504 в регистре 506.
В некоторых вариантах осуществления инициирующий сигнал 508 также может обеспечивать установку схемой 530 прерывания флага 532 прерывания. В результате процессор может обработать прерывание, связанное с инициирующим сигналом 508. Например, как описано выше, может быть выполнена программа обработки прерываний для определения того, является ли инициирующий сигнал 508 допустимым инициирующим сигналом. В некоторых вариантах осуществления программа обработки прерываний может проверять состояние инициирующего сигнала 508 для определения того, оставался ли инициирующий сигнал 508 в состоянии высокого уровня в течение времени, равного или превышающего пороговое значение. Например, состояние инициирующего сигнала 508 может быть проверено, когда текущее значение счетчика 504 меньше суммы порогового значения и значения счетчика 504, сохраненного в регистре 506. Если инициирующий сигнал 508 не находится в состоянии высокого уровня в течение этого времени, инициирующий сигнал 508 может быть отброшен как ложный сигнал.
Как показано на фиг. 5В, в некоторых вариантах осуществления выходная цепь содержит осциллятор 502 и счетчик 504. Осциллятор 502 и счетчик 504 могут представлять собой одинаковые цепи, отдельные, но синхронизированные цепи, или комбинацию аналогичных цепей. Независимо от этого, счетчик 504 продолжает выводить увеличивающееся значение 512. Регистр 518 конфигурации выполнен с возможностью сохранения значения 516. Компаратор 520 выполнен с возможностью сравнения значения 516 регистра конфигурации и значения 512 счетчика для генерирования результата 522 сравнения.
Как показано на фиг. 5А и 5В, при работе после приема инициирующего сигнала 508 регистр 506 может сохранять текущее значение 512 счетчика 504. Это значение затем может быть выведено как сохраненное значение 510. Величина 515 задержки, выраженная в количестве циклов счетчика 504, может быть добавлена к сохраненному значению 510 сумматором 513 для генерирования значения 516. Значение 516 может быть сохранено в регистре 518 конфигурации и сравнено с текущим значением 512 счетчика 504. В результате, после того как счетчик 504 достигает значения 516, т. е. суммы сохраненного значения 510 и задержки, может быть сгенерирован вывод 522, инициирующий действие, например, инициирующий отправку импульса сигнала 118 мощности частиц или сигнала 120 РЧ мощности, или инициирующий другую подсистему.
В некоторых вариантах осуществления вентильная схема, например, вентиль И 550, может использоваться для получения входного инициирующего сигнала 508. Инициирующий сигнал 508 может иметь ширину импульса, которая больше суммы времени задержки и максимальной ширины импульса. После того как счетчик 504 достигает значения 516, т. е. суммы сохраненного значения 510 и задержки, вывод 522 включает вентиль 550, и инициирующий сигнал 508 преобразуется для генерирования вывода 554. Вывод 554 может использоваться аналогично выводу 522, описанному выше. Аналогичная цепь с другим регистром 518 конфигурации, хранящим сумму исходного значения, циклов задержки и циклов ширины импульса, может использоваться для генерирования другого результата 522 сравнения, который используется для деактивации вывода 554.
В некоторых вариантах осуществления цепи, такие как описанные в настоящем документе, могут быть реализованы с цепями входной фиксации и выходного сравнения микроконтроллера. В частности, поскольку различные логические схемы управления, такие как логические схемы 302, 304 и 306 управления, распределены по системе, микроконтроллер, содержащий такую схему, может уменьшить или исключить необходимость во внешней схеме распределения инициирующих сигналов. Каждая подсистема в системе может содержать микроконтроллер с цепями входной фиксации и выходного сравнения.
Хотя в качестве примера использовался микроконтроллер, в других вариантах осуществления могут использоваться другие цепи для реализации распределения инициирующих сигналов. Например, программируемое логическое устройство, такое как программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), программируемая логическая матрица (PLA) или другая аналогичная цепь, может использоваться для реализации схемы распределения инициирующих сигналов. В другом примере специализированная интегральная схема (ASIC) может использоваться для реализации схемы распределения инициирующих сигналов.
Как показано на фиг. 1А, 3В, 4В, 5А и 5В, времена Т8-Т11 представляют различные задержки, связанные с регистрами 518 конфигурации, описанными выше. Например, значение для Т8 может быть сохранено в регистре 518 конфигурации или другом запоминающем устройстве логической схемы 302 управления. Таким образом, инициирующий сигнал 406 может быть сгенерирован после некоторого количества циклов согласно значению для Т8, сохраненному в регистре 518 конфигурации, после нарастающего фронта инициирующего сигнала 400.
Значения для Т10 и Т11 могут быть сохранены в регистрах 518 конфигурации логической схемы 304 управления для системы 305 частиц, например, сохранены в запоминающем устройстве 356 как часть информации 358 о конфигурации или в других регистрах логической схемы 304 управления. Соответственно, управляющий импульс 410 может быть активирован через некоторое количество циклов после нарастающего фронта инициирующего сигнала 406. Задержка от нарастающего фронта инициирующего сигнала 400 будет приблизительно равна сумме значений Т8 и Т10. Аналогично управляющий импульс 410 может быть деактивирован через Т11 циклов после нарастающего фронта инициирующего сигнала 406 или Т8+Т11 циклов после нарастающего фронта инициирующего сигнала 400. Значения для Т9 и Т11 могут быть аналогично сохранены в логической схеме 306 управления РЧ системы 307, например, сохранены в запоминающем устройстве 357 как часть информации 359 о конфигурации или в других регистрах логической схемы 306 управления, и управляющий импульс 412 может быть соответственно сгенерирован. Хотя значение Т11 использовалось в качестве примера общего конца управляющих импульсов 410 и 412, в других вариантах осуществления значения могут отличаться для управляющих импульсов 410 и 412.
Значения Т8-Т11 используются для синхронизации управляющих импульсов 410 и 412. В некоторых вариантах осуществления значение Т8 может быть передано на логическую схему 304 и/или 306 управления. Логическая схема 304 и/или 306 управления может получать абсолютную задержку или ширину импульса из сообщения 200. С использованием сохраненного значения Т8 могут быть вычислены надлежащие значения для Т9-Т11. В других вариантах осуществления отличие в начале для значений Т9-Т11 может быть встроено в информацию о конфигурации, переданную на логические схемы 304 и 306 управления. Таким образом, логические схемы 304 и 306 управления могут использовать точное значение, которое уже согласовано как текущее значение Т8.
В некоторых вариантах осуществления значение Т11 или аналогичные значения, определяющие деактивацию управляющих импульсов 410 и 412, могут быть исключены. Как описано выше, инициирующий сигнал 406 и управляющие импульсы 410 и 412 могут быть преобразованными с помощью вентиля версиями инициирующего сигнала 400 и инициирующего сигнала 406 соответственно. Таким образом, когда инициирующий сигнал 400 деактивируется, также деактивируется инициирующий сигнал 406, и, следовательно, деактивируются управляющие импульсы 410 и 412.
За счет генерирования инициирующих сигналов и управляющих импульсов так, как описано в настоящем документе, может быть сгенерирована более точная временная характеристика для управления импульсами, что приводит к созданию ускоренного пучка 116 частиц. Как описано выше, неопределенность в выходном инициирующем сигнале или управляющем импульсе может быть примерно равна сумме цикла осциллятора 502 и задержек на логических вентилях, изменений таких задержек и т.п. Она может быть намного меньше, чем неопределенность в подходе на основе программного обеспечения, в котором используется программа обработки прерываний. В некоторых вариантах осуществления, поскольку импульсы сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности не генерируются из общего импульса мощности, относительная временная характеристика импульсов может зависеть от точного распределения инициирующего сигнала или управляющих импульсов по источнику 106 мощности частиц и источнику 110 РЧ мощности.
В некоторых вариантах осуществления временная характеристика импульсов может регулироваться с использованием цепи настраиваемой задержки. Цепи на фиг. 5А и 5В представляют собой примеры некоторых цепей настраиваемой задержки. Как показано на фиг. 5, настраиваемая задержка может быть реализована иным образом в таких цепях настраиваемой задержки, как цепи 350с, 352с и 354с настраиваемой задержки на фиг. 3С. В некоторых вариантах осуществления инициирующий сигнал 508 может задерживаться посредством нескольких задерживающих элементов 511. Задерживающие элементы 511 могут быть расположены каскадом для генерирования инициирующих сигналов с несколькими задержками, таких как инициирующие сигналы 508'-508'''' с задержками.
Задерживающие элементы 511 могут содержать ряд цепей. В некоторых вариантах осуществления задерживающий элемент 511 может содержать линию передачи, выполненную с возможностью задержки входного сигнала на некоторое количество времени. В других вариантах осуществления задерживающий элемент 511 может содержать элементы схемы, такие как счетчики, логические вентили, триггеры, регистры и т.п., выполненные с возможностью подсчета количества циклов после приема входного сигнала и до вывода сигнала.
В некоторых вариантах осуществления задержка на каждом задерживающем элементе 511 может быть одинаковой. В других вариантах осуществления задержка на одном или всех задерживающих элементах 511 может отличаться.
Логическая цепь 560 выполнена с возможностью генерирования вывода 522 на основании одного или более инициирующих сигналов 508-508'''' и управляющего сигнала 564. Логическая цепь 560 может содержать логическое устройство, выполненное с возможностью избирательного комбинирования один или более инициирующих сигналов 508-508'''' для генерирования выходного сигнала 522. В результате импульс с регулируемой задержкой и/или регулируемой шириной импульса может быть сгенерирован в качестве выходного сигнала 522 и использоваться, как описано в настоящем документе.
На фиг. 5D изображен пример логической цепи 560, показанной на фиг. 5С. Логическая цепь 560 выполнена как линия задержки в виде коаксиального кабеля с отводами, которая предназначена для приема двух наборов управляющих сигналов 564-1 и 564-2. Каждый из управляющих сигналов 564-1 и 564-2 включает в себя управляющие сигналы, достаточные для обеспечения выбора соответствующим мультиплексором 562 одного из инициирующих сигналов 508-508'''' в качестве выходных инициирующих сигналов 509-1 и 509-2. Выходные инициирующие сигналы 509-1 и 509-2 комбинируются с помощью инвертора 566 и вентиля И 568 для генерирования выходного сигнала 522, имеющего задержку и/или ширину импульса, которые регулируются на основании управляющих сигналов 561-1 и 564-2.
Хотя в качестве примера использовались цепи, которые могут генерировать импульс, имеющий регулируемые задержку и/или ширину импульса относительно входного инициирующего сигнала, цепь регулируемой задержки может принимать другие формы.
Более того, генерирование инициирующего сигнала и управляющего импульса, описанное в настоящем документе, обеспечивает возможность настройки задержки и ширины импульса. Например, регистры, такие как регистр 518 конфигурации, могут быть установлены с надлежащими значениями для установки задержки и ширины импульса относительно поступающего пользовательского инициирующего сигнала 202, описанного выше со ссылкой на фиг. 2А-2Н, инициирующего сигнала 406 в шине 311 передачи инициирующих сигналов, как описано выше со ссылкой на фиг. 3А-3В, и т.п. Несколько таких регистров 518 конфигурации обеспечивают установку задержки и ширины импульса для нескольких импульсов нескольких подсистем независимо и с возможностью изменения для каждого импульса.
Как описано выше, в вариантах осуществления с независимой регулировкой временных характеристик импульсов системы 305 частиц и РЧ системы 307 больше нет единственного импульса высокого напряжения, который подается в трансформаторную сеть для генерирования сигнала 118 мощности частиц и сигнала 122 РЧ мощности. Например, когда источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности каждый содержит источник 162 питания высокого напряжения, который отделен от другого для генерирования связанных импульсов, информация о временной характеристике передается иным образом. Системы 300а, 300b, 300с и т.п. распределения инициирующих сигналов, описанные в настоящем документе, представляют собой примеры возможного распределения по меньшей мере части информации о временной характеристике по различным системам.
Хотя инициирующие сигналы 202, 400 и т.п. описаны как генерируемые внешним источником, в некоторых вариантах осуществления инициирующие сигналы могут быть сгенерированы внутренним источником. Например, оператор может определять частоту повторения импульсов (PRF). Логическая схема 112 управления и т.п. может генерировать инициирующий сигнал 202, 400 и т.п. на указанной частоте на внутреннем уровне.
Хотя выше были описаны примеры системы распределения инициирующих сигналов, в других вариантах осуществления система настраиваемого линейного ускорителя может содержать другие системы распределения инициирующих сигналов.
На фиг. 6А показана блок-схема, на которой изображен способ эксплуатации настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. На этапе 600 принимают импульсное сообщение. Импульсное сообщение может представлять собой сообщение, аналогичное сообщению 200, описанному выше, которое указывает параметры для сигнала РЧ мощности и сигнала мощности частиц, например, логическая схема 112 управления может принимать сообщение по каналу связи с абсолютными или относительными значениями для импульса источника 110 РЧ мощности и источника 106 мощности частиц.
На этапе 602 настраивают источник РЧ мощности. Например, логическая схема 112 управления может передавать индекс, абсолютное значение, относительное значение и т.п. на источник 110 РЧ мощности на основании импульсного сообщения. Источник 110 РЧ мощности может быть непосредственно настроен посредством логической схемы 112 управления или может быть настроен посредством логической схемы управления в подсистеме, такой как логическая схема 306 управления. Независимо от этого может быть настроен источник 110 РЧ мощности, например, за счет зарядки конденсаторов, установки состояний переключателей и т.п., чтобы быть готовым к управляющему импульсу.
На этапе 604 источник 106 мощности частиц настраивают аналогично источнику 110 РЧ мощности с использованием связанной логической схемы 112 и/или 304 управления на основании импульсного сообщения.
На этапе 612 источник частиц возбуждают с помощью сигнала мощности частиц. Например, источник 106 мощности частиц может принять управляющий импульс, инициирующий импульс в сигнале 118 мощности частиц. Это возбуждает источник 102 частиц для генерирования пучка 114 частиц.
На этапе 614 РЧ источник 108 возбуждают с помощью сигнала 122 РЧ мощности. Аналогично источнику 102 частиц, источник 110 РЧ мощности может принимать управляющий импульс, инициирующий импульс в сигнале 122 РЧ мощности. Хотя возбуждение источника частиц на этапе 612 изображено до возбуждения РЧ источника на этапе 614, временная характеристика этапов 612 и 614 может быть такой, как описано выше, с различными задержками импульса и/или ширинами импульса.
На этапе 616 пучок частиц ускоряют с использованием сигнала РЧ мощности от РЧ источника. Например, источник 102 частиц направляет пучок 114 частиц в ускоряющую конструкцию 102 в ответ на сигнал 118 мощности частиц. РЧ сигнал 120 подают на ускоряющую конструкцию 104, что приводит к ускорению частиц в пучке 114 частиц.
На фиг. 6В показана блок-схема, на которой изображен способ эксплуатации настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. Способ на фиг. 6В может быть аналогичным способу на фиг. 6А. Однако в некоторых вариантах осуществления на этапе 606 принимают инициирующий сигнал. Например, логическая схема 112 или 302 управления может принимать инициирующий сигнал. В ответ на это, на этапе 608 генерируют сигнал 118 мощности частиц, а на этапе 610 генерируют сигнал 122 РЧ мощности. Как описано выше, инициирующие сигналы могут использоваться различными логическими схемами управления для генерирования управляющих импульсов, используемых для управления системами частиц и РЧ системами.
В некоторых вариантах осуществления операции, описанные со ссылкой на фиг. 6А и 6В, могут повторяться. Например, второе импульсное сообщение может быть принято на этапе 600. Источник 110 РЧ мощности и источник 106 мощности частиц может быть перенастроены на основании второго импульсного сообщения на этапах 602 и 604. Перенастройка может быть аналогична или идентична процессу настройки, описанному выше. В результате, источник 102 частиц и РЧ источник 108 могут быть возбуждены с помощью перенастроенных сигналов мощности на этапах 612 и 614, вследствие чего импульс ускоренного пучка 116 частиц генерируют на этапе 616 на основании второго импульсного сообщения. Хотя термин «второй» используется, чтобы описать следующее сообщение, сообщение может быть n-м сообщением с несколькими промежуточными сообщениями.
В частности, в некоторых вариантах осуществления временная характеристика, инициированная первым импульсным сообщением, может отличаться от временной характеристики второго импульсного сообщения. Например, временная характеристика второго сигнала РЧ мощности отличается от временной характеристики первого сигнала РЧ мощности или временная характеристика второго сигнала мощности частиц отличается от временной характеристики первого сигнала мощности частиц. В некоторых вариантах осуществления временные характеристики обоих сигналов отличаются друг от друга. Другая временная характеристика может быть установлена за счет настройки источника мощности частиц и/или источника РЧ мощности на этапах 602 и 604, например, за счет передачи новых параметров задержки и ширины импульса или указаний этих параметров, как описано выше.
Аналогично, при настройке источника 106 мощности частиц и/или источника 110 РЧ мощности на этапах 602 и 604, амплитуда второго сигнала РЧ мощности отличается от амплитуды первого сигнала РЧ мощности или амплитуда второго сигнала мощности частиц отличается от амплитуды первого сигнала мощности частиц. В некоторых вариантах осуществления амплитуды обоих сигналов отличаются друг от друга.
На фиг. 7А-7В показаны блок-схемы, на которых изображены способы распределения инициирующего сигнала в системе настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. Как показано на фиг. 7А, на этапе 700 принимают первый инициирующий сигнал. В некоторых вариантах осуществления первый инициирующий сигнал представляет собой инициирующий сигнал от большей системы, содержащей систему настраиваемого линейного ускорителя. Например, система пользовательского интерфейса может генерировать инициирующий сигнал, который принимается логической схемой 112, 302 и т.п. управления.
В ответ на первый инициирующий сигнал на этапе 708 генерируют второй инициирующий сигнал, имеющий задержку относительно первого инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов первого счетчика. Соответственно, задержка второго инициирующего сигнала основана на циклах первого счетчика. Второй инициирующий сигнал может представлять собой инициирующий сигнал, сгенерированный логической схемой 112, 302 и т.п. управления, причем счетчик может быть частью этой логической схемы управления. Второй инициирующий сигнал может быть сгенерирован с использованием цепей, описанных выше, иметь задержку относительно первого инициирующего сигнала, представлять собой преобразованную с помощью вентиля версию первого инициирующего сигнала и т.п., как описано выше. Второй инициирующий сигнал может быть распределен по различным подсистемам посредством шины передачи инициирующих сигналов.
На этапе 710 генерируют третий инициирующий сигнал в ответ на второй инициирующий сигнал. Третий инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов второго счетчика. Соответственно, задержка третьего инициирующего сигнала основана на циклах второго счетчика. Третий инициирующий сигнал может представлять собой инициирующий сигнал, сгенерированный логической схемой 304 и т.п. управления, причем счетчик может быть частью этой логической схемы управления. Третий инициирующий сигнал может быть сгенерирован с использованием цепей, описанных выше, иметь задержку относительно второго инициирующего сигнала, представлять собой преобразованную с помощью вентиля версию второго инициирующего сигнала и т.п., как описано выше.
На этапе 712 генерируют сигнал мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал. Как описано выше, источник 106 мощности частиц может быть выполнен с возможностью генерирования импульса мощности частиц, имеющего конкретную задержку, ширину импульса и амплитуду.
На этапе 714 генерируют пучок частиц в ответ на сигнал мощности частиц. Как описано выше, импульс мощности частиц может быть сгенерирован и подан на источник частиц для генерирования импульса в пучке частиц.
В некоторых вариантах осуществления третий инициирующий сигнал может использоваться для генерирования управляющего импульса. При генерировании управляющего импульса третий инициирующий сигнал может использоваться в качестве управляющего импульса или использоваться для установления задержки. Управляющий импульс может представлять собой импульс с надлежащей задержкой и шириной импульса относительно первого инициирующего сигнала. В некоторых вариантах осуществления второе настраиваемое количество циклов второго счетчика используется для генерирования управляющего импульса. Второе настраиваемое количество циклов второго счетчика может определять ширину импульса. Таким образом, и задержка, и ширина импульса могут быть определены циклами счетчика.
На этапе 716 генерируют четвертый инициирующий сигнал в ответ на второй инициирующий сигнал. Четвертый инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов третьего счетчика. Соответственно, задержка четвертого инициирующего сигнала основана на циклах третьего счетчика. Четвертый инициирующий сигнал может представлять собой инициирующий сигнал, сгенерированный логической схемой 306 и т.п. управления, причем счетчик может быть частью этой логической схемы управления. Четвертый инициирующий сигнал может быть сгенерирован с использованием цепей, описанных выше, иметь задержку относительно второго инициирующего сигнала, представлять собой преобразованную с помощью вентиля версию второго инициирующего сигнала и т.п., как описано выше.
На этапе 718 генерируют сигнал 122 РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал. Как описано выше, источник 106 РЧ мощности может быть выполнен с возможностью генерирования импульса РЧ сигнала, имеющего конкретную задержку, ширину импульса и амплитуду.
На этапе 720 генерируют РЧ сигнал 120 в ответ на сигнал 122 РЧ мощности. Как описано выше, импульс сигнала 120 РЧ мощности может быть сгенерирован и подан на РЧ источник 108 для генерирования импульса в РЧ сигнале 120.
На этапе 722 ускоряют пучок 114 частиц в ответ на РЧ сигнал 120.
В некоторых вариантах осуществления четвертый инициирующий сигнал может использоваться для генерирования управляющего импульса. При генерировании управляющего импульса четвертый инициирующий сигнал может использоваться в качестве управляющего импульса или использоваться для установления задержки. Управляющий импульс может представлять собой импульс с надлежащей задержкой и шириной импульса относительно первого инициирующего сигнала. В некоторых вариантах осуществления второе настраиваемое количество циклов третьего счетчика используется для генерирования управляющего импульса. Второе настраиваемое количество циклов третьего счетчика может определять ширину импульса. Таким образом, и задержка, и ширина импульса могут быть определены циклами счетчика.
Операции на этапах 710 и 716 изображены параллельно, поскольку генерирование инициирующих сигналов и последующие операции на этапах 712, 714, 718 и 720 могут быть выполнены параллельно. В частности, операции могут быть выполнены таким образом, что генерирование пучка частиц на этапе 714 и генерирование РЧ сигнала на этапе 720 могут быть выполнены параллельно. Генерирование РЧ сигнала и пучка частиц осуществляются на основе отдельных третьего и четвертого инициирующих сигналов. Настраиваемое количество циклов второго счетчика и настраиваемое количество циклов третьего счетчика могут отличаться. В результате, временные характеристики третьего инициирующего сигнала и четвертого инициирующего сигнала могут отличаться.
Как показано на фиг. 7В, в некоторых вариантах осуществления операция может быть аналогична операции на фиг. 7А. Однако в некоторых вариантах осуществления некоторые операции выполняются между приемом первого инициирующего сигнала на этапе 700 и генерированием второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал на этапе 702. Например, на этапе 702 выполняют программу обработки прерываний. Программа обработки прерываний может быть выполнена логической схемой 112, 302 и т.п. управления.
В некоторых вариантах осуществления часть программы обработки прерываний может быть предназначена для определения того, были ли первый инициирующий сигнал допустимым инициирующим сигналом. Например, на этапе 704 первый инициирующий сигнал может быть проанализирован программой обработки прерываний для определения того, является ли он допустимым, например, посредством измерения ширины импульса, определения того, поддерживал ли первый инициирующий сигнал активное состояние в течение порогового периода времени, и т.п. Если инициирующий сигнал не является допустимым, на этапе 706 инициирующий сигнал может быть отброшен. Последующее генерирование второго инициирующего сигнала на этапе 708 может не выполняться.
Однако, если первый инициирующий сигнал является допустимым на этапе 704, второй инициирующий сигнал может быть сгенерирован на этапе 708. В частности, поскольку второй инициирующий сигнал генерируют на основании настраиваемого количества циклов счетчика, задержка второго инициирующего сигнала может представлять собой выделенную неопределенность при обработке программы обработки прерываний. Таким образом, задержка второго инициирующего сигнала больше времени завершения исполнения программы обработки прерываний и, в ином случае, не зависит от него.
В некоторых вариантах осуществления операции, показанные на фиг. 6А и 7А и т.п., могут быть объединены. Например, импульсное сообщение, принятое на этапе 600, может быть связано с инициирующим сигналом, принятым на этапе 700. Часть настройки источника мощности частиц на этапе 604 может включать определение настраиваемого количества циклов второго счетчика в ответ на импульсное сообщение. Часть настройки источника РЧ мощности на этапе 602 может включать определение настраиваемого количества циклов третьего счетчика в ответ на импульсное сообщение
На фиг. 8А и 8В показаны принципиальные схемы систем управления частотой в настраиваемом линейном ускорителе согласно некоторым вариантам осуществления. Как описано выше, амплитуда РЧ сигнала может изменяться от импульса к импульсу и изменяться потенциально произвольным или случайным образом. Кроме того, с РЧ источниками, такими как магнетрон, механизм настройки может не иметь возможности настройки на поимпульсной основе при частотах импульсов от 100 до 1000 или более импульсов в секунду. В результате, из-за изменения или потенциального изменения амплитуды сигнала РЧ мощности одна уставка для системы управления частотой для РЧ источника может быть подходящей для первой последовательности амплитуд РЧ сигнала, но может не подходить для второй последовательности амплитуд РЧ сигнала.
Как показано на фиг. 8А, система 800а содержит источник 102 частиц и ускоряющую конструкцию 104, аналогичную системам, таким как система 100а, 100b, 100с и т.п., описанным выше. Система 800а также может иметь аналогичные компоненты, такие как источник 106 мощности частиц и источник 110 РЧ мощности, но эти компоненты не изображены, чтобы акцентировать внимание на системе управления частотой системы 800а. Система 800а содержит РЧ источник 808, который может быть аналогичным РЧ источнику 108, описанному выше. Кроме того, система 800а содержит РЧ систему 807, содержащую РЧ источник 808 и РЧ цепь 856 управления частотой, содержащую датчик 854, цепь 846 обратной связи и регулятор 840 частоты для РЧ источника 808.
В некоторых вариантах осуществления регулятор 840 частоты выполнен с возможностью регулировки частоты РЧ источника 808. Например, РЧ источник 808 может представлять собой магнетрон, а регулятор 840 частоты может содержать двигатель настройки и настроечный сердечник, соединенные с магнетроном. В другом примере РЧ источник 808 может представлять собой источник с электрической настройкой, например, РЧ возбудитель, который подает РЧ сигнал на клистрон, а регулятор 840 частоты может содержать схему электрической настройки для РЧ возбудителя. Однако в других вариантах осуществления РЧ источник 808 может иметь другой вид и может иметь другой регулятор 840 частоты.
РЧ источник выполнен с возможностью генерирования РЧ сигнала 120. Датчик 854 выполнен с возможностью измерения частей РЧ сигнала 120 для генерирования сигнала 844 обратной связи. Датчик 854 может иметь ряд форм. Например, датчик 854 может содержать направленные ответвители, 3-децибельные (дБ) гибридные ответвители, фазовращатели, детекторы, фильтры и т.п. Любая цепь, которая может подавать сигнал 844 обратной связи, который указывает на соответствие между частотой РЧ сигнала и резонансной частотой ускоряющей конструкции 104, может использоваться в качестве датчика 854. В некоторых вариантах осуществления сигнал 844 обратной связи включает в себя один или более сигналов, отображающих фазовый сдвиг между прямым и отраженным сигналом РЧ сигнала или сигналов 120, который измерен датчиком 854. Например, когда выходная частота РЧ источника 808 соответствует резонансной частоте ускоряющей конструкции 104, фазовое соотношение между прямым и отраженным РЧ сигналами может иметь конкретное значение. Когда РЧ источник 808 становится несовместимым с ускоряющей конструкцией 104, фазовое соотношение изменяется. Сигнал 844 обратной связи может представлять этот фазовый сдвиг и может использоваться для перестройки РЧ сигнала 120.
Цепь 846 обратной связи выполнена с возможностью приема сигнала 844 обратной связи и сигнала 850 уставки. Цепь 846 обратной связи включает в себя любую цепь, которая может объединять сигнал 844 обратной связи и сигнал 850 уставки в сигнал 848 ошибки. Например, цепь 846 обратной связи может содержать процессор общего назначения, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), микроконтроллер, программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), программируемую логическую матрицу (PLA), программируемое логическое устройство, дискретные схемы, комбинацию таких устройств и т.п. Цепь 846 обратной связи может быть выполнена с возможностью реализации ряда контуров управления, таких как контур пропорционально-интегрально-дифференциального (PID) управления. Датчик 854, цепь 846 обратной связи и регулятор 840 частоты образуют РЧ цепь 856 управления частотой, выполненную с возможностью регулировки частоты РЧ источника 808. Сигнал 850 уставки обеспечивает способ регулировки уставки РЧ цепи 856 управления частотой.
Система 800а также содержит логическую схему 812 управления. Логическая схема 812 управления может быть аналогична логической схеме 112, 302, 304, 306 и т.п. управления, описанной выше, или ее части. Однако логическая схема 812 управления выполнена с возможностью регулировки сигнала 850 уставки РЧ цепи 856 управления частотой. В частности, логическая схема 812 управления выполнена с возможностью приема нескольких настроек для РЧ источника 808 с течением времени. Как описано выше, настройки для РЧ источник 808 может изменяться от импульса к импульсу. Эти настройки могут быть приняты в сообщениях 852, принятых логической схемой 812 управления. Логическая схема 812 управления выполнена с возможностью регулировки РЧ сигнала 120 в ответ на настройки, например, за счет регулировки энергии РЧ сигнала 120. Кроме того, логическая схема 812 управления выполнена с возможностью регулировки сигнала 850 уставки РЧ цепи 856 управления частотой в ответ на настройки, например, за счет регулировки сигнала 850 уставки, поданного на цепь 846 обратной связи.
Ускоряющая конструкция 104 может содержать ряд объемных резонаторов, которые используют стоячую волну РЧ энергии для ускорения пучка частиц, поданного в резонаторы источником частиц. РЧ сигнал 120, произведенный РЧ источником 808, должен находиться на резонансной частоте резонаторов в ускоряющей конструкции 104 для создания стоячей волны таким образом, чтобы пучок 114 частиц мог ускориться при прохождении через ряд резонаторов. РЧ источник 808 имеет регулятор 840 частоты, такой как механический настроечный сердечник, который физически поворачивают с перемещением внутрь и наружу для регулировки выходной частоты РЧ сигнала 120. Регулятор 840 частоты используется для настройки частоты РЧ сигнала 120 для соответствия частоте ускоряющей конструкции 104.
В некоторых вариантах осуществления РЧ источником 808 производится большое количество энергии и направляется в ускоряющую конструкцию 104. Эффективность обоих этих компонентов может быть относительно низкой, что приводит к поглощению большого количества тепла как РЧ источником 808, так и ускоряющей конструкцией 104. Это тепло приводит к изменению физических размеров РЧ источника 808 и ускоряющей конструкции 104, что влияет как на выходную частоту РЧ сигнала 120, так и на резонансную частоту ускоряющей конструкции 104. За счет этого эффекта РЧ цепь 856 управления частотой используется для регулировки выходной частоты РЧ источника 808, чтобы гарантировать, что она соответствует резонансной частоте ускоряющей конструкции 104.
Если РЧ источник 808 работал на одном уровне энергии или при известном повторяющемся изменении уровней энергии, РЧ цепь 856 управления частотой может быть установлена по одной уставке, которая обеспечивает оптимальное соответствие между частотой РЧ сигнала 120 и резонансной частотой ускоряющей конструкции 104 для этого фиксированного рабочего состояния. Однако, как описано выше, уровень энергии РЧ сигнала 120 может быть произвольным. Энергия может изменяться от импульса к импульсу таким образом, который может быть определен исключительно по усмотрению пользователя и общим рабочим диапазоном.
Логическая схема 812 управления выполнена с возможностью использования настроек для РЧ источника 808 с течением времени, чтобы учесть изменения настроек. Как описано выше, могут быть приняты сообщения 200, которые указывают энергию РЧ источника 808. Указание может быть передано различными способами, такими как индекс в таблице, абсолютное значение, относительное значение и т.п. Независимо от этого, информация об энергии присутствует в сообщениях 200, принятых логической схемой 812 управления.
Хотя настройки, упомянутые выше, были в контексте сообщения 200, принятого логической схемой управления, аналогичной логической схеме 112 управления, описанной выше, источник настроек, принятых логической схемой 812 управления, может быть другим. Например, как описано выше со ссылкой на фиг. 3А и 3В, информация из сообщения 200 может быть распределена по различным системам, включая РЧ систему 307. Таким образом, настройки могут представлять собой такую информацию, которая была передана на РЧ систему 307 и/или другую систему, характерную для управления частотой РЧ источника 808.
Логическая схема 812 управления выполнена с возможностью использования этих настроек для регулировки сигнала 850 уставки. Одна настройка не используется на взаимно-однозначной основе для установки сигнала 850 уставки. Наоборот, используется несколько настроек для определения сигнала 850 уставки. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления выполнена с возможностью поддержания истории настроек, содержащей несколько последних на данный момент настроек для РЧ источника 808. Например, логическая схема 812 управления может поддерживать список последних на данный момент 20 настроек для РЧ источника 808.
В ответ на эти настройки логическая схема 812 управления выполнена с возможностью регулировки уставки 850 РЧ цепи 856 управления частотой. Логическая схема 812 управления может использовать ряд методов для регулировки уставки 850. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления выполнена с возможностью реализации алгоритма обнаружения большинства. Логическая схема 812 управления может анализировать историю настроек для определения того, имеет ли одна конкретная настройка наибольшее количество настроек в истории. Например, может быть определено количество настроек для каждого режима работы. В другом примере настройки могут быть подразделены на категории по уровням энергии. В частности, настройки, которые могут быть идентифицированы как разные режимы, могут иметь одинаковый уровень энергии для РЧ источника 808, но иметь разные настройки для источника 102 частиц. Они могут быть отнесены к одной категории по уровню энергии. Аналогично настройки с одинаковым уровнем энергии, но с разными ширинами импульса, могут быть отнесены к разным категориям по уровню энергии. Может быть выполнено любое подразделение настроек по разным категориям.
На основе подразделенных по категориям настроек логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью выбора категории из категорий уровня энергии, имеющей наибольшее количество настроек. То есть одна категория может иметь большую часть или множество настроек среди категорий. Эта категория может использоваться для определения сигнала 850 уставки для РЧ цепи 856 управления частотой. В конкретном примере энергия, связанная с выбранной категорией, может использоваться для определения сигнала 850 уставки. Этот сигнал 850 уставки затем применяется к РЧ цепи 856 управления частотой.
Логическая схема 812 управления может содержать калибровочные значения для ряда различных комбинаций уровней энергии и/или ширин импульса. Эти калибровочные значения могут представлять настройки открытого контура для сигнала 844 обратной связи, когда частота РЧ сигнала 120 оптимизирована под конкретный режим, предусматривающий комбинацию уровня энергии, ширины импульса и т.п. В некоторых вариантах осуществления калибровочные значения могут быть сгенерированы для каждого потенциального режима работы системы 800а, включая режимы, которые отличаются только параметрами, связанными с источником 102 частиц. В других вариантах осуществления могут быть сгенерированы калибровочные значения, которые характерны для параметров РЧ источника 808. В других вариантах осуществления калибровочные значения могут быть сгенерированы для разных уровней энергии независимо от других параметров, таких как ширина импульса или задержка.
В конкретном примере, когда РЧ сигнал 120 может иметь два разных уровня энергии, настройки в истории могут быть проанализированы для определения того, какая настройка энергии присутствует в большинстве настроек. Используя в качестве примера глубину в 20 настроек, если 11 или более настроек представляют собой высокие настройки энергии, этот уровень энергии может использоваться для определения сигнала 850 уставки для РЧ цепи 856 управления частотой. В некоторых вариантах осуществления, если количество настроек двух разных уровней энергии одинаково, самый высокий уровень энергии может быть выбран для определения сигнала 850 уставки. Таким образом, если следующая настройка, добавленная в историю, представляет собой низкую настройку энергии, а самый ранний уровень энергии представляет собой высокую настройку энергии, соотношение высокое энергии и низкой энергии будет 10:10. В результате будет выбрана высокая настройка энергии. Если следующая настройка после соотношения 10:10 представляет собой другую низкую настройку энергии, а другая высокая настройка энергии удалена, соотношение высокой и низкой энергии будет 9:11. В результате будет выбрана низкая настройка энергии.
Хотя метод выбора большинства или множества был описан в качестве способа определения уровня энергии для выбора сигнала 850 уставки, сигнал 850 уставки может быть определен другими способами. Например, уровни энергии настроек в истории могут быть объединены друг с другом для генерирования составного уровня энергии. Этот составной уровень энергии может использоваться для выбора сигнала 850 уставки, например, за счет выбора уровня энергии, связанного с откалиброванным сигналом 850 уставки, который ближе всего к составному уровню энергии, интерполяции между двумя откалиброванным сигналами 850 уставки с использованием двух уровней энергии, ближайших к составному уровню энергии, и т.п.
В других вариантах осуществления уровни энергии могут быть объединены с весовыми коэффициентами, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии. Таким образом, для выбранного сигнала 850 уставки может быть задан весовой коэффициент в сторону более высоких уровней энергии, которые могут иметь более высокую вероятность влияния на согласование частоты РЧ сигнала 120 и резонансной частоты ускоряющей конструкции 104.
В некоторых вариантах осуществления глубина истории может быть выбрана достаточно длинной, чтобы предоставить некоторую фильтрацию изменений энергии, но также достаточно короткой, чтобы соответствовать желаемому уровню чувствительности. Например, при частоте повторения импульсов 100 импульсов в секунду, может использоваться глубина истории величиной 20 импульсов. Таким образом, настройки в истории представляют собой настройки импульсов за последние 0,2 секунды. В другом примере история может быть настроена так, чтобы ее длина была достаточной для хранения одного или более полных циклов повторяющейся последовательности настроек. История также может быть достаточно небольшой, чтобы можно было принять решение с полной историей за более короткий промежуток времени.
В некоторых вариантах осуществления история может быть реализована как скользящее окно последних на данный момент настроек. Например, история может работать как буфер типа «первым пришел первым обслужен», причем каждая новая настройка для текущего или поступающего импульса сразу добавляется в историю, а самая ранняя настройка удаляется из истории.
В некоторых вариантах осуществления, после выбора конкретного режима из предыдущей истории настроек, калибровочная информация, связанная с этим режимом может использоваться для установки уставки 850. Например, индекс режима может использоваться для просмотра калибровочных значений для этого режима. Логическая схема 812 управления затем устанавливает уставку 850 для этого конкретного откалиброванного значения.
Хотя примеры выбора сигнала 850 уставки основаны на нахождении ближайшего совпадения с одним откалиброванным режимом, в других вариантах осуществления калибровочные значения могут быть созданы для шаблонов режимов. Например, шаблон спрогнозированного изменения режимом может быть применен к системе 800а, частота РЧ сигнала 120 может быть настроена под оптимальную настройку, и этот шаблон может быть повторно использован. Для нескольких разных шаблонов может быть сгенерировано несколько калибровочных значений. Как будет описано более подробно ниже, в некоторых вариантах осуществления может быть выполнена дискретизация сигнала 844 обратной связи. Если обнаружен шаблон режимов, режим, имеющий более высокую или самую высокую энергию, может использоваться в качестве режима, во время которого применяется РЧ цепь управления частотой.
В некоторых вариантах осуществления система 800а содержит цепь 870 выборки и хранения (S/H). Цепь S/H 870 выполнена с возможностью дискретизации сигнала 844 обратной связи для генерирования дискретизованного сигнала 845 обратной связи в ответ на управляющий сигнал 851. Цепь 846 обратной связи выполнена с возможностью использования дискретизованного сигнала 845 обратной связи. Как описано выше, РЧ сигнал 120 может быть импульсным. Сигнал 844 обратной связи может быть допустимым только во время импульса РЧ сигнала 120. Логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью генерирования управляющего сигнала 851 для активации цепи S/H 870 во время импульса. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью генерирования управляющего сигнала 851 с шириной импульса, которая соответствует ширине импульса управляющего сигнала 126 (изображен на фиг. 1А). Однако в других вариантах осуществления ширина импульса может быть другой. В некоторых вариантах осуществления ширина импульса управляющего сигнала 851 может быть фиксированной, независимо от режима. Однако задержка импульса управляющего сигнала 851 по-прежнему может изменяться на основании режима.
Кроме того, логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью изменения временной характеристики управляющего сигнала 851 в ответ на указание временной характеристики импульса РЧ сигнала 120. Как описано выше, задержка временной характеристики импульса может изменяться от импульса к импульсу. Задержка управляющего сигнала 851 может быть изменена соответственно. В результате дискретизация сигнала 844 обратной связи может учитывать изменения задержки РЧ сигнала 120.
Более того, как описано выше, логическая схема 812 управления может выбирать конкретный режим на основании нескольких настроек с течением времени для установки уставки 850. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления может выбирать один из режимов в качестве режима, во время которого активируется цепь 856 управления частотой. Управляющий сигнал 851 может быть активирован только во время импульсов одного из указанных режимов. Таким образом, в то время как РЧ сигнал 120 может быть импульсным, управляющий сигнал 851 может не быть импульсным для каждого из этих импульсов РЧ сигнала 120. В результате, РЧ цепь 856 управления частотой может быть активирована только для импульсов, связанных с конкретным режимом.
Если рассматривать пример с 20 настройками в истории и двумя режимами, когда соотношение режима с более высокой энергией и режима с более низкой энергией составляет 11:9, управляющий сигнал 851 может быть активирован, только когда режим с более высокой энергией является импульсным. Активация управляющего сигнала 851 будет осуществляться всякий раз, когда режим более высокой энергии является импульсным, пока режим более высокой энергии будет преобладающим в истории. Однако, после того как соотношение изменяется на 9:11, управляющий сигнал 851 будет активироваться только тогда, когда режим более низкой энергии является импульсным.
Хотя в качестве примера использовалась цепь S/H 870, в других вариантах осуществления дискретизация может быть выполнена другими способами. Например, сигнал 844 обратной связи может подвергаться непрерывной дискретизации в цепи 846 обратной связи. Цепь 846 обратной связи может использовать только часть оцифрованного сигнала 844 обратной связи, соответствующего желаемому импульсу РЧ сигнала 120.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью сохранения настройки по умолчанию. После последовательности импульсов, состояние РЧ цепи 856 управления частотой может зависеть от последнего режима или последнего режима, который был дискретизован, для регулировки частоты РЧ источника 808. В некоторых вариантах осуществления логическая схема 812 управления может быть выполнена с возможностью установки состояния уставки 850 и состояния сигнала 848 ошибки, вследствие чего регулятор 840 частоты РЧ источника 808 находится в известном состоянии. В результате может быть повышена повторяемость последовательности импульсов. В некоторых вариантах осуществления после последовательности импульсов история настроек может быть сброшена к настройкам по умолчанию.
Как показано на фиг. 8В, система 800b может быть аналогична системе 800а, описанной выше. Однако в некоторых вариантах осуществления может использоваться конкретный тип датчика 854 или пути обратной связи. В данном случае ответвители 860 падающей и отраженной волны присоединены между РЧ источником 808 и ускоряющей конструкцией 104. Ответвители 860 падающей и отраженной волны выполнены с возможностью предоставления сигналов, указывающих поданный РЧ сигнал 120 и сигнал, отраженный от ускоряющей конструкции 104. Ответвители 860 падающей и отраженной волны могут быть реализованы посредством направленного ответвителя с четырьмя входами, нескольких ответвителей и т.п. Независимо от этого генерируются прямой и обратный сигналы, один из которых может быть сдвинут по фазе фазовращателем 862. Два полученных в результате сигнала входят в 3 дБ квадратурный гибридный ответвитель 864.
Выходные сигналы 844а и 844b из 3 дБ гибридного ответвителя 864 входят в цепь 846 обратной связи. Цепь 846 обратной связи может содержать аналого-цифровые преобразователи для оцифровки выходных сигналов 844а и 844b. В некоторых вариантах осуществления оцифрованные выходные сигналы 844а и 844b могут использоваться в качестве сигнала 844 обратной связи; однако в других вариантах осуществления оцифрованные выходные сигналы 844а и 844b могут быть объединены, например, за счет вычитания, для генерирования одного сигнала 844 обратной связи. Амплитуды этих сигналов или объединенного сигнала изменяются по мере ухода РЧ сигнала 120 от резонанса.
Хотя это и не изображено, в системе 800b могут присутствовать другие компоненты. Например, выходные сигналы 844а и 844b от 3 дБ гибридного ответвителя 864 могут быть подвергнуты фильтрации для удаления компонентов более высокой частоты. Кроме того, могут быть предусмотрены различные усилители в пути обратной связи.
Хотя конкретный пример метода генерирования сигнала 844 обратной связи или сигналов 844а и 844b обратной связи был описан со ссылкой на фиг. 8В, в других вариантах осуществления могут использоваться другие методы, как описано со ссылкой на фиг. 8А.
На фиг. 8С показана принципиальная схема системы управления частотой согласно некоторым вариантам осуществления. В некоторых вариантах осуществления части системы 800с могут быть аналогичны частям систем 800а и 800b, изображенных на фиг. 8А и 8В, и выполнены так, как описано в настоящем документе. Однако РЧ система 807с системы 800с выполнена с возможностью возбуждения РЧ нагрузки 104с для генерирования выхода 116с. В некоторых вариантах осуществления РЧ нагрузка 104с может включать в себя нагрузки, которые могут иметь резонансную частоту, которая может изменяться во время работы, например, когда разные настройки используются для управления РЧ системой 807с. В конкретном примере любая цепь, конструкция, система и т.п., имеющая объемный резонатор, может использоваться в качестве РЧ нагрузки 104с.
На фиг. 9 показана блок-схема, на которой изображены способы регулировки частоты РЧ источника настраиваемого линейного ускорителя согласно некоторым вариантам осуществления. В качестве примера будет использоваться система 800а, показанная на фиг. 8А; однако в других вариантах осуществления методы могут использоваться в других системах.
На этапе 900 РЧ источник применяют для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии с течением времени. Как описано выше, РЧ источник 808 может работать на нескольких настройках, которые могут иметь несколько уровней энергии. В результате РЧ сигнал 120 может иметь несколько уровней энергии с течением времени.
На этапе 902 пучок частиц ускоряют в ответ на РЧ сигнал. Например, пучок 114 частиц, сгенерированный источником 102 частиц, может быть ускорен в ускоряющей конструкции 104 в ответ на РЧ сигнал 120 от РЧ источника 808.
На этапе 904 частоту РЧ источника регулируют в ответ на настройки уровня энергии. Например, РЧ цепь 856 управления частотой может использоваться для управления частотой РЧ сигнала 120. Логическая схема 812 управления может регулировать уставку 850 в ответ на различные настройки, как описано выше.
В качестве части регулировки частоты РЧ источника, может быть принято указание временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса. Например, как описано выше, может быть принято сообщение 200, содержащее указание временной характеристики импульса для РЧ сигнала 120. Соответственно, временная характеристика РЧ импульса может быть изменена для поступающего импульса. Временная характеристика дискретизации РЧ сигналов обратной связи в цепи 856 управления частотой для РЧ источника 808 изменяется на основании указания временной характеристики импульса.
В качестве части регулировки частоты РЧ источника, может поддерживаться история настроек уровня энергии, содержащая несколько последних на данный момент настроек уровня энергии. Например, как описано выше, логическая схема 812 управления может поддерживать историю настроек. Частота РЧ источника может быть отрегулирована в ответ на историю.
В качестве части регулировки частоты РЧ источника 808, настройки уровня энергии в истории могут быть подразделены по категориям согласно уровню энергии. После подразделения по категориям, может быть выбрана категория настроек уровня энергии с наибольшим количеством последних на данный момент настроек уровня энергии, и частота РЧ источника 808 может быть отрегулирована в ответ на выбранную категорию. Например, логическая схема 812 управления может поддерживать категории, помещать новые настройки в категории, удалять старые настройки из категорий и т.п. Из категорий логическая схема управления может выбрать одну с наибольшим количеством и выбрать уставку 850 в ответ.
В качестве части регулировки частоты РЧ источника, настройки уровня энергии в истории могут быть объединены в объединенный уровень энергии. Альтернативно или дополнительно настройки уровня энергии в истории могут быть объединены в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии. Частота РЧ источника может быть отрегулирована в ответ на объединенный уровень энергии. Например, логическая схема 812 управления может объединять настройки уровня энергии в объединенный уровень энергии. Этот объединенный уровень энергии может использоваться логической схемой 812 управления для выбора настройки для уставки 850.
Хотя операции системы настраиваемого линейного ускорителя были описаны выше в контексте конкретных компонентов, в других вариантах осуществления эти операции могут быть выполнены другими компонентами.
На фиг. 10 показана принципиальная схема системы рентгеновской двумерной визуализации согласно некоторым вариантам осуществления. Система 1000 визуализации содержит рентгеновский источник 1002 и детектор 1010. Рентгеновский источник 1002 может содержать настраиваемый линейный ускоритель, как описано выше. Рентгеновский источник 1002 расположен относительно детектора 1010 так, что могут быть сгенерированы рентгеновские лучи 1020, проходящие через образец 1022 и обнаруживаемые детектором 1010. В конкретном примере система рентгеновской двумерной визуализации может содержать систему сканирования транспортного средства в качестве системы сканирования груза.
Как показано на фиг. 19, некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: источник 106 мощности частиц, выполненный с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц; источник радиочастотной (РЧ) мощности, выполненный с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности; причем временная характеристика сигнала 120 РЧ мощности отличается от временной характеристики сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит источник 102 частиц, выполненный с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; РЧ источник 108, 808, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускоряющую конструкцию 104, выполненную с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности, имеющего напряжение, не зависящее от сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности, имеющего временную характеристику, не зависящую от сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления ширина импульса сигнала 120 РЧ мощности отличается от ширины импульса сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления задержка импульса сигнала 120 РЧ мощности отличается от задержки импульса сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления источник 106 мощности частиц содержит первый источник 162b высокого напряжения, выполненный с возможностью генерирования первого высокого напряжения благодаря основному источнику питания и выполненный с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц в ответ на первое высокое напряжение; а источник 110 РЧ мощности содержит второй источник 162а высокого напряжения, выполненный с возможностью генерирования второго высокого напряжения благодаря основному источнику питания и выполненный с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности в ответ на второе высокое напряжение.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, соединенную с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности, причем логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: приема импульсного сообщения; приема инициирующего сигнала; активации источника 106 мощности частиц в ответ на импульсное сообщение и инициирующий сигнал; и активации источника 110 РЧ мощности в ответ на импульсное сообщение и инициирующий сигнал.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, соединенную с источником 106 мощности частиц и источником 110 РЧ мощности, причем логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: приема нескольких импульсных сообщений; приема множества инициирующих сигналов, причем каждый инициирующий сигнал связан с соответствующим одним из импульсных сообщений; и для каждого инициирующего сигнала: активации источника 106 мощности частиц в ответ на инициирующий сигнал и соответствующее импульсное сообщение; и активации источника 110 РЧ мощности в ответ на инициирующий сигнал и соответствующее импульсное сообщение.
В некоторых вариантах осуществления для первого инициирующего сигнала и второго инициирующего сигнала из инициирующих сигналов: первый инициирующий сигнал и второй инициирующий сигнал являются последовательными; импульсное сообщение, соответствующее первому инициирующему сигналу, содержит указание первой амплитуды одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; импульсное сообщение, соответствующее второму инициирующему сигналу, содержит указание второй амплитуды одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; и первая амплитуда отличается от второй амплитуды.
В некоторых вариантах осуществления для первого инициирующего сигнала и второго инициирующего сигнала из инициирующих сигналов: первый инициирующий сигнал и второй инициирующий сигнал являются последовательными; импульсное сообщение, соответствующее первому инициирующему сигналу, содержит указание первой временной характеристики одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; импульсное сообщение, соответствующее второму инициирующему сигналу, содержит указание второй временной характеристики одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; и первая временная характеристика отличается от второй временной характеристики.
В некоторых вариантах осуществления для первого инициирующего сигнала, второго инициирующего сигнала и третьего инициирующего сигнала из инициирующих сигналов: первый инициирующий сигнал, второй инициирующий сигнал и третий инициирующий сигнал являются последовательными; импульсное сообщение, соответствующее первому инициирующему сигналу, содержит указание первой временной характеристики или амплитуды одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; импульсное сообщение, соответствующее второму инициирующему сигналу содержит указание второй временной характеристики или амплитуды одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; импульсное сообщение, соответствующее третьему инициирующему сигналу содержит указание третьей временной характеристики или амплитуды одного из источника 106 мощности частиц и источника 110 РЧ мощности; и первая временная характеристика или амплитуда отличаются от третьей временной характеристики или амплитуды.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: источник 106 мощности частиц, выполненный с возможностью приема первой мощности переменного тока (АС) и первого управляющего сигнала, а также генерирования сигнала 118 мощности частиц из первой мощности АС на основании первого управляющего сигнала; источник радиочастотной (РЧ) мощности, выполненный с возможностью приема второй мощности АС и второго управляющего сигнала, а также генерирования сигнала 120 РЧ мощности из второй мощности АС на основании второго управляющего сигнала; и логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью генерирования первого управляющего сигнала и второго управляющего сигнала.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит источник 102 частиц, выполненный с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; РЧ источник 108, 808, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускоряющую конструкцию 104, выполненную с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления для по меньшей мере одного набора из первого управляющего сигнала и второго управляющего сигнала амплитуда сигнала 120 РЧ мощности отличается от амплитуды сигнала 118 мощности частиц или временная характеристика сигнала 120 РЧ мощности отличается от временной характеристики сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления для по меньшей мере одного набора из первого управляющего сигнала и второго управляющего сигнала временная характеристика сигнала 120 РЧ мощности отличается от временной характеристики сигнала 118 мощности частиц.
Некоторые варианты осуществления предусматривают способ, включающий: прием импульсного сообщения; настройку источника радиочастотной (РЧ) мощности для вывода сигнала 120 РЧ мощности на основании импульсного сообщения; и настройку источника 106 мощности частиц для вывода сигнала 118 мощности частиц на основании импульсного сообщения.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает возбуждение источника 102 частиц сигналом 118 мощности частиц; возбуждение РЧ источника 108, 808 сигналом 120 РЧ мощности; и ускорение пучка 114 частиц с источника 102 частиц с использованием РЧ источника 108, 808.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: прием инициирующего сигнала, связанного с импульсным сообщением; генерирование сигнала 120 РЧ мощности в ответ на инициирующий сигнал; и генерирование сигнала 118 мощности частиц в ответ на инициирующий сигнал.
В некоторых вариантах осуществления сигнал 120 РЧ мощности называется первым сигналом 120 РЧ мощности, а сигнал 118 мощности частиц называется первым сигналом 118 мощности частиц, причем способ дополнительно включает: прием второго импульсного сообщения; перенастройку источника 110 РЧ мощности для вывода второго сигнала 120 РЧ мощности на основании второго импульсного сообщения; перенастройку источника 106 мощности частиц для вывода второго сигнала 118 мощности частиц на основании второго импульсного сообщения; причем второй сигнал 120 РЧ мощности отличается от первого сигнала 120 РЧ мощности или второй сигнал 118 мощности частиц отличается от первого сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает возбуждение источника 102 частиц вторым сигналом 118 мощности частиц; и возбуждение РЧ источника 108, 808 вторым сигналом 120 РЧ мощности.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает необязательно возбуждение источника 120 частиц сигналом 118 мощности частиц; необязательно возбуждение РЧ источника 108, 808 сигналом 120 РЧ мощности; необязательно возбуждение источника 120 частиц вторым сигналом 118 мощности частиц; необязательно возбуждение РЧ источника 108, 808 вторым сигналом 120 РЧ мощности; и необязательно ускорение пучка 114 частиц с источника 102 частиц с использованием РЧ источника 108, 808.
В некоторых вариантах осуществления временная характеристика второго сигнала 120 РЧ мощности отличается от временной характеристики первого сигнала 120 РЧ мощности или временная характеристика второго сигнала 118 мощности частиц отличается от временной характеристики первого сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления амплитуда второго сигнала 120 РЧ мощности отличается от амплитуды первого сигнала 120 РЧ мощности или амплитуда второго сигнала 118 мощности частиц отличается от амплитуды первого сигнала 118 мощности частиц.
В некоторых вариантах осуществления временная характеристика сигнала 120 РЧ мощности отличается от временной характеристики сигнала 118 мощности частиц.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: первую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема первого инициирующего сигнала и генерирования второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет задержку относительно первого инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов счетчика первой логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления; вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов счетчика второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления; третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов счетчика третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления; источник 106 мощности частиц, содержащий вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления и выполненный с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; источник радиочастотной (РЧ) мощности, содержащий третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления и выполненный с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал; источник 102 частиц, выполненный с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; РЧ источник 108, 808, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускоряющую конструкцию 104, выполненную с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: первую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема первого инициирующего сигнала и генерирования второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку второго инициирующего сигнала относительно первого инициирующего сигнала; вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку третьего инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов; третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку четвертого инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; источник 106 мощности частиц, содержащий вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления и выполненный с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; источник радиочастотной (РЧ) мощности, содержащий третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления и выполненный с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит: источник 102 частиц, выполненный с возможностью генерирования пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; РЧ источник 108, 808, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускоряющую конструкцию 104, выполненную с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления настраиваемая задержка третьего инициирующего сигнала второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления отличается от настраиваемой задержки четвертого инициирующего сигнала третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления первая логическая схема управления выполнена с возможностью: приема импульсного сообщения, связанного с первым инициирующим сигналом, до первого инициирующего сигнала; передачи первого управляющего сообщения на вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, которое указывает настраиваемую задержку третьего инициирующего сигнала второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления; и передачу второго управляющего сообщения на третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, которое указывает настраиваемую задержку четвертого инициирующего сигнала третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления третья логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса в ответ на четвертый инициирующий сигнал; источник 108, 808 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности на основании управляющего импульса; причем необязательно третья логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса на основании второй настраиваемой задержки четвертого инициирующего сигнала третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит: первый источник питания высокого напряжения; и второй источник питания высокого напряжения, отдельный от первого источника питания высокого напряжения; причем: источник 106 мощности частиц выполнен с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал с использованием первого источника питания высокого напряжения; причем источник 108, 808 радиочастотной (РЧ) мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 120 РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал с использованием второго источника питания высокого напряжения.
В некоторых вариантах осуществления настраиваемое количество циклов счетчика второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления отличается от настраиваемого количества циклов счетчика третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления первая логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью выполнения программы обработки прерываний в ответ на первый инициирующий сигнал; причем задержка относительно первого инициирующего сигнала не зависит от того, когда завершается время исполнения программы обработки прерываний.
В некоторых вариантах осуществления первая логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: приема импульсного сообщения, связанного с первым инициирующим сигналом, до первого инициирующего сигнала; передачи первого управляющего сообщения на вторую логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, которое указывает настраиваемое количество циклов счетчика второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления; и передачи второго управляющего сообщения на третью логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, которое указывает настраиваемое количество циклов счетчика третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления вторая логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса в ответ на третий инициирующий сигнал; а источник 106 мощности частиц выполнен с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц на основании управляющего импульса.
В некоторых вариантах осуществления вторая логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса на основании второго настраиваемого количества циклов счетчика второй логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления третья логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса в ответ на четвертый инициирующий сигнал; а источник 110 РЧ мощности выполнен с возможностью генерирования сигнала 118 мощности частиц на основании управляющего импульса.
В некоторых вариантах осуществления третья логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью генерирования управляющего импульса на основании второго настраиваемого количества циклов счетчика третьей логической схемы 112, 302, 304, 306, 812 управления.
Некоторые варианты осуществления предусматривают способ, включающий: прием первого инициирующего сигнала; генерирование второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку второго инициирующего сигнала относительно первого инициирующего сигнала; генерирование третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку третьего инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; генерирование четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку четвертого инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; генерирование сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; и генерирование сигнала 122 радиочастотной (РЧ) мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает генерирование пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; генерирование РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускорение пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления настраиваемая задержка третьего инициирующего сигнала отличается от настраиваемой задержки четвертого инициирующего сигнала.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает прием импульсного сообщения, связанного с первым инициирующим сигналом, до первого инициирующего сигнала; определение настраиваемой задержки третьего инициирующего сигнала в ответ на импульсное сообщение; и определение настраиваемой задержки четвертого инициирующего сигнала в ответ на импульсное сообщение.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает генерирование управляющего импульса, включающее генерирование управляющего импульса на основании второй настраиваемой задержки третьего инициирующего сигнала.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает генерирование управляющего импульса в ответ на четвертый инициирующий сигнал; причем генерирование сигнала 120 РЧ мощности включает генерирование сигнала 120 РЧ мощности в ответ на управляющий импульс; и необязательно генерирование управляющего импульса включает генерирование управляющего импульса на основании второй настраиваемой задержки четвертого инициирующего сигнала.
Некоторые варианты осуществления предусматривают способ, включающий: прием первого инициирующего сигнала; генерирование второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет задержку относительно первого инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов первого счетчика; генерирование третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов второго счетчика; генерирование четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов третьего счетчика; генерирование сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; генерирование сигнала 122 радиочастотной (РЧ) мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал; генерирование пучка 114 частиц в ответ на сигнал 118 мощности частиц; генерирование РЧ сигнала в ответ на сигнал 120 РЧ мощности; и ускорение пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления настраиваемое количество циклов второго счетчика отличается от настраиваемого количества циклов третьего счетчика.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: выполнение программы обработки прерываний в ответ на первый инициирующий сигнал; причем задержка относительно первого инициирующего сигнала не зависит от того, когда завершается время исполнения программы обработки прерываний.
В некоторых вариантах осуществления прием импульсного сообщения, связанного с первым инициирующим сигналом, до первого инициирующего сигнала; определение настраиваемого количества циклов второго счетчика в ответ на импульсное сообщение; и определение настраиваемого количества циклов третьего счетчика в ответ на импульсное сообщение.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: генерирование управляющего импульса в ответ на третий инициирующий сигнал; причем генерирование сигнала 118 мощности частиц включает генерирование сигнал 118 мощности частиц в ответ на управляющий импульс.
В некоторых вариантах осуществления генерирование управляющего импульса включает генерирование управляющего импульса на основании второго настраиваемого количества циклов второго счетчика.
В некоторых вариантах осуществления генерирование управляющего импульса в ответ на четвертый инициирующий сигнал; причем генерирование сигнала 120 РЧ мощности включает генерирование сигнала 120 РЧ мощности в ответ на управляющий импульс.
В некоторых вариантах осуществления генерирование управляющего импульса включает генерирование управляющего импульса на основании второго настраиваемого количества циклов третьего счетчика.
В некоторых вариантах осуществления генерирование сигнала 118 мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал включает генерирование сигнала 118 мощности частиц с использованием первого источника 162b питания высокого напряжения; и генерирование сигнала 120 РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал включает генерирование сигнала 120 РЧ мощности с использованием второго источника 162а питания высокого напряжения, отдельного от первого источника питания высокого напряжения.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: средство для приема первого инициирующего сигнала; средство для генерирования второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет задержку относительно первого инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов первого счетчика; средство для генерирования третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов второго счетчика; средство для генерирования четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет задержку относительно второго инициирующего сигнала в размере настраиваемого количества циклов третьего счетчика; средство для генерирования сигнала мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; средство для генерирования сигнала радиочастотной (РЧ) мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал; средство для генерирования пучка частиц в ответ на сигнал мощности частиц; средство для генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал РЧ мощности; и средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал. Примеры средства для приема первого инициирующего сигнала включают логическую схему 112 управления. Примеры средства для генерирования второго инициирующего сигнала включают логическую схему 112 управления. Примеры средства для генерирования третьего инициирующего сигнала включают логическую схему 304 управления. Примеры средства для генерирования четвертого инициирующего сигнала включают логическую схему 306 управления. Примеры средства для генерирования сигнала мощности частиц включают источник 106 мощности частиц. Примеры средства для генерирования сигнала РЧ мощности включают источник 110 РЧ мощности. Примеры средства для генерирования пучка частиц включают источник 102 частиц. Примеры средства для генерирования РЧ сигнала включают РЧ источник 108, 808. Примеры средства для ускорения пучка частиц включают ускоряющую конструкцию 104.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит: средство для выполнения программы обработки прерываний в ответ на первый инициирующий сигнал; причем задержка относительно первого инициирующего сигнала не зависит от того, когда завершается время исполнения программы обработки прерываний. Примеры средства для выполнения программы обработки прерываний включают логическую схему 112, 302, 304, 306 управления.
Некоторые варианты осуществления предусматривают средство для приема первого инициирующего сигнала; средство для генерирования второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку второго инициирующего сигнала относительно первого инициирующего сигнала; средство для генерирования третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку третьего инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; средство для генерирования четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку четвертого инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; средство для генерирования сигнала мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; средство для генерирования сигнала радиочастотной (РЧ) мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал. Примеры средства для приема первого инициирующего сигнала включают логическую схему 112 управления. Примеры средства для генерирования второго инициирующего сигнала включают логическую схему 112 управления. Примеры средства для генерирования третьего инициирующего сигнала включают логическую схему 304 управления. Примеры средства для генерирования четвертого инициирующего сигнала включают логическую схему 306 управления.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит средство для выполнения программы обработки прерываний в ответ на первый инициирующий сигнал, причем задержка относительно первого инициирующего сигнала не зависит от того, когда завершается время исполнения программы обработки прерываний; или необязательно средство для генерирования пучка частиц в ответ на сигнал мощности частиц; или необязательно средство для генерирования РЧ сигнала в ответ на сигнал РЧ мощности; или необязательно средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал. Примеры средства для выполнения программы обработки прерываний включают логическую схему 112, 302, 304, 306 управления. Примеры средства для генерирования пучка частиц включают источник 102 частиц. Примеры средства для генерирования РЧ сигнала включают РЧ источник 108, 808. Примеры средства для ускорения пучка частиц включают ускоряющую конструкцию 104.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: РЧ источник 108, 808, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала; РЧ цепь управления частотой, соединенную с РЧ источником 108, 808 и выполненную с возможностью регулировки частоты РЧ сигнала; и логическую схему 112, 302, 304, 306, 812 управления, выполненную с возможностью: приема множества настроек с течением времени для РЧ источника 108, 808; регулировки РЧ сигнала в ответ на настройки; и регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на настройки.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит ускоряющую конструкцию 104, выполненную с возможностью ускорения пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: поддержания истории настроек, содержащей несколько последних на данный момент настроек из настроек для РЧ источника 108, 808; и регулировки уставки РЧ цепи 856 управления частотой в ответ на историю.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью инициализации истории настроек с помощью настройки по умолчанию для РЧ источника 108, 808.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: подразделения настроек в истории по категориям уровня энергии; выбора категории из категорий уровня энергии с наибольшим количеством настроек; и регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на уровень энергии, связанный с выбранной категорией.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии; и регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии; и регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
В некоторых вариантах осуществления история охватывает время, меньшее или равное 0,2 секунды.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: приема указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и добавления указания уровня энергии в историю; или приема указания уровня энергии для поступающего РЧ импульс, и добавления указания уровня энергии в историю.
В некоторых вариантах осуществления логическая схема 112, 302, 304, 306, 812 управления выполнена с возможностью: приема указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса РЧ сигнала 120; и изменения временной характеристики дискретизации одного или более РЧ сигналов обратной связи в цепи 856 управления частотой для РЧ источника 108, 808 на основании указания временной характеристики импульса.
Некоторые варианты осуществления предусматривают способ, включающий: применение РЧ источника 108, 808 для генерирования РЧ сигнала 120 в ответ на множество настроек уровня энергии с течением времени; и регулировку частоты РЧ источника 108, 808 в ответ на настройки уровня энергии.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает ускорение пучка 114 частиц в ответ на РЧ сигнал 120.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: прием указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса; и изменение временной характеристики дискретизации РЧ сигналов обратной связи в цепи управления частотой для РЧ источника 108, 808 на основании указания временной характеристики импульса.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: поддержание истории настроек уровня энергии, содержащей несколько последних на данный момент настроек уровня энергии; и регулировку частоты РЧ источника 108, 808 в ответ на историю.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает инициализацию истории настроек уровня энергии с помощью настройки по умолчанию.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: подразделение настроек уровня энергии в истории по категориям согласно уровню энергии; выбор категории настроек уровня энергии с наибольшим количеством последних на данный момент настроек уровня энергии; и регулировку частоты РЧ источника 108, 808 в ответ на выбранную категорию.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: объединение настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии; и регулировку частоты РЧ источника 108, 808 в ответ на объединенный уровень энергии.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: объединение настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии; и регулировку частоты РЧ источника 108, 808 в ответ на объединенный уровень энергии; или прием указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса, и добавление указания уровня энергии в историю.
В некоторых вариантах осуществления поддержание истории настроек уровня энергии включает поддержание истории, охватывающей время, меньшее или равное 0,2 секунды.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает: прием указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и добавление указания уровня энергии в историю.
Некоторые варианты осуществления предусматривают систему, содержащую: средство для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии с течением времени; и средство для регулировки частоты РЧ сигнала в ответ на настройки уровня энергии. Примеры средства для генерирования РЧ сигнала включают РЧ источники 108, 808 и т.п. Примеры средства для регулировки частоты РЧ сигнала включают РЧ цепь 856 управления частотой и логическую схему 812 управления.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал. Примеры средства для ускорения пучка частиц включают ускоряющую конструкцию 104.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит: средство для поддержания истории настроек, содержащей несколько последних на данный момент настроек из настроек для РЧ сигнала; и средство для регулировки уставки средства для регулировки частоты РЧ источника в ответ на историю. Примеры средства для регулировки истории настроек включают логическую схему 818 управления. Примеры средства для регулировки уставки включают логическую схему 818 управления.
Как упомянуто выше, в одном варианте осуществления система содержит источник мощности частиц, выполненный с возможностью генерирования сигнала мощности частиц; и источник радиочастотной (РЧ) мощности, выполненный с возможностью генерирования сигнала РЧ мощности; причем временная характеристика сигнала РЧ мощности отличается от временной характеристики сигнала мощности частиц. Временная характеристика сигнала РЧ мощности, которая отличается от временной характеристики сигнала мощности частиц, может быть предоставлена посредством следующего: первой логической схемы управления, выполненной с возможностью приема первого инициирующего сигнала и генерирования второго инициирующего сигнала в ответ на первый инициирующий сигнал, причем второй инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку второго инициирующего сигнала относительно первого инициирующего сигнала; второй логической схемы управления, выполненной с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования третьего инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем третий инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку третьего инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; и третьей логической схемы управления, выполненной с возможностью приема второго инициирующего сигнала и генерирования четвертого инициирующего сигнала в ответ на второй инициирующий сигнал, причем четвертый инициирующий сигнал имеет настраиваемую задержку четвертого инициирующего сигнала относительно второго инициирующего сигнала; причем источник мощности частиц содержит вторую логическую схему управления и выполнен с возможностью генерирования сигнала мощности частиц в ответ на третий инициирующий сигнал; и причем источник радиочастотной (РЧ) мощности содержит третью логическую схему управления и выполнен с возможностью генерирования сигнала РЧ мощности в ответ на четвертый инициирующий сигнал.
Хотя конструкции, устройства, способы и системы были описаны в соответствии с конкретными вариантами осуществления, специалисту в данной области техники будет очевидно, что возможно множество вариаций конкретных вариантов осуществления, и, таким образом, любые вариации следует рассматривать как находящиеся в пределах сущности и объема, раскрытых в настоящем документе. Соответственно, многие модификации могут быть выполнены специалистом в данной области техники без отхода от сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
Формула изобретения, следующая за этим описанием в письменном виде, прямо включена в настоящее описание в письменном виде, причем каждый пункт формулы является отдельным вариантом осуществления. Это раскрытие включает в себя все перестановки независимых пунктов с зависимыми пунктами формулы изобретения. Более того, дополнительные варианты осуществления, которые могут быть выведены из независимых и зависимых пунктов формулы изобретения, также прямо включены в настоящее описание в письменном виде. Эти дополнительные варианты осуществления определяются путем замены зависимости данного зависимого пункта формулы на фразу «любой из пунктов формулы, начинающийся с пункта [х] и заканчивающийся пунктом формулы, который непосредственно предшествует этому пункту», где заключенный в скобки термин «[x]» заменен номером самого последнего заявленного независимого пункта формулы. Например, для первого набора пунктов формулы, который начинается с независимого пункта 1 формулы изобретения, пункт 3 формулы изобретения может зависеть от любого из пунктов формулы изобретения 1 и 2, при этом эти отдельные зависимости дают два различных варианта осуществления; пункт 4 может зависеть от любого из пунктов 1, 2 или 3, причем эти отдельные зависимости дают три различных варианта осуществления; пункт 5 может зависеть от любого из пунктов 1, 2, 3 или 4, причем эти отдельные зависимости дают четыре различных варианта осуществления; и так далее.
Упоминание в формуле изобретения термина «первый» в отношении признака или элемента не обязательно подразумевает наличие второго или дополнительного такого признака или элемента. Элементы, специально перечисленные в формате «средство плюс функция», если таковые имеются, предназначены для толкования, охватывающего соответствующую конструкцию, материал или действия, описанные в настоящем документе, и их эквиваленты в соответствии с 35 USC § 112 
6. Варианты осуществления изобретения, в которых испрашивается исключительное свойство или привилегия, определяются следующим образом.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ НАСТРАИВАЕМЫХ ЛИНЕЙНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ | 2019 |
|
RU2785815C1 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ НАСТРАИВАЕМЫХ ЛИНЕЙНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ | 2019 |
|
RU2767304C1 |
| ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ С МНОЖЕСТВОМ ЧЕРЕДУЮЩИХСЯ УРОВНЕЙ ЭНЕРГИИ | 2009 |
|
RU2508617C2 |
| СХЕМА ПОДАВЛЕНИЯ ДУГООБРАЗОВАНИЯ | 2014 |
|
RU2660838C2 |
| АППАРАТ, СИСТЕМА И СПОСОБ | 2015 |
|
RU2697980C2 |
| АППАРАТ, СИСТЕМА И СПОСОБ | 2015 |
|
RU2710580C2 |
| РАДИОТЕЛЕФОН И СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ТАКТОВОГО СИГНАЛА ДЛЯ РЕЖИМА ПОИСКОВОГО ВЫЗОВА ВО ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛАХ В РАДИОТЕЛЕФОННОЙ СИСТЕМЕ МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ (МДКР) | 1998 |
|
RU2195075C2 |
| ОБЪЕДИНЕННЫЕ ДЕТОНАТОРЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СО ВЗРЫВНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ | 2005 |
|
RU2295694C2 |
| МОДУЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И МОДУЛИ УКАЗАННОЙ СИСТЕМЫ | 2019 |
|
RU2772756C1 |
| ДРАЙВЕР ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ | 2020 |
|
RU2820529C2 |
Изобретение относится к линейным ускорителям. Технический результат - расширение диапазона регулирования параметров линейного ускорителя. Cистема управления частотой для настраиваемого линейного ускорителя содержит РЧ источник, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала; РЧ цепь управления частотой, соединенную с РЧ источником и выполненную с возможностью регулировки частоты РЧ сигнала; ускоряющую конструкцию, выполненную с возможностью ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал; и логическую схему управления, выполненную с возможностью: приема множества настроек с течением времени для РЧ источника; поддержания истории настроек, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек для РЧ источника; регулировки текущего РЧ сигнала в ответ на множество настроек; и регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории, причем упомянутое множество настроек представляет собой настройки уровня энергии для РЧ источника. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Система управления частотой для настраиваемого линейного ускорителя, содержащая:
РЧ источник, выполненный с возможностью генерирования РЧ сигнала;
РЧ цепь управления частотой, соединенную с РЧ источником и выполненную с возможностью регулировки частоты РЧ сигнала;
ускоряющую конструкцию, выполненную с возможностью ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал; и
логическую схему управления, выполненную с возможностью:
приема множества настроек с течением времени для РЧ источника;
поддержания истории настроек, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек для РЧ источника;
регулировки текущего РЧ сигнала в ответ на множество настроек; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории,
причем упомянутое множество настроек представляет собой настройки уровня энергии для РЧ источника.
2. Система по п. 1, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью инициализации настроек, последних в истории на данный момент, с помощью настройки по умолчанию для РЧ источника для каждой из последних на данный момент настроек.
3. Система по п. 1 или 2, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью:
подразделения настроек в истории по категориям уровня энергии;
выбора категории из категорий уровня энергии с наибольшим количеством настроек; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на уровень энергии, связанный с выбранной категорией.
4. Система по любому из пп. 1-3, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью:
объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии; и
регулировки текущей уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
5. Система по любому из пп. 1-4, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью:
объединения уровней энергии, связанных с настройками в истории, в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии, и
регулировки уставки РЧ цепи управления частотой в ответ на объединенный уровень энергии.
6. Система по любому из пп. 1-5, в которой история охватывает время, меньшее или равное 0,2 секунды.
7. Система по любому из пп. 1-6, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью:
приема указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и
добавления указания уровня энергии в историю.
8. Система по любому из пп. 1-7, в которой логическая схема управления выполнена с возможностью:
приема указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса РЧ сигнала; и
изменения временной характеристики дискретизации одного или более РЧ сигналов обратной связи в РЧ цепи управления частотой на основании указания временной характеристики импульса.
9. Способ эксплуатации настраиваемого линейного ускорителя, включающий:
применение РЧ источника для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии для РЧ источника с течением времени;
поддержания истории множества настроек уровня энергии, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек уровня энергии для РЧ источника;
ускорение пучка частиц в ответ на РЧ сигнал; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории.
10. Способ по п. 9, дополнительно включающий:
прием указания временной характеристики импульса для поступающего РЧ импульса; и
изменение временной характеристики дискретизации РЧ сигналов обратной связи в цепи управления частотой для РЧ источника на основании указания временной характеристики импульса.
11. Способ по п. 9 или 10, дополнительно включающий инициализацию последних на данный момент настроек в истории множества настроек уровня энергии с помощью настройки по умолчанию для каждой из последних на данный момент настроек.
12. Способ по любому из пп. 9-11, дополнительно включающий подразделение настроек уровня энергии в истории по категориям согласно уровню энергии;
выбор категории настроек уровня энергии с наибольшим количеством последних на данный момент настроек уровня энергии; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на выбранную категорию.
13. Способ по любому из пп. 9-12, дополнительно включающий:
объединение множества настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии; и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на объединенный уровень энергии.
14. Способ по любому из пп. 9-13, дополнительно включающий:
объединение множества настроек уровня энергии в истории в объединенный уровень энергии с использованием весовых коэффициентов, которые увеличиваются в зависимости от уровня энергии, и
регулировку текущей уставки РЧ источника в ответ на объединенный уровень энергии.
15. Способ по любому из пп. 9-14, в котором поддержание истории настроек включает поддержание истории, охватывающей время, меньшее или равное 0,2 секунды.
16. Способ по любому из пп. 9-15, дополнительно включающий:
прием указания уровня энергии для поступающего РЧ импульса; и
добавление указания уровня энергии в историю.
17. Система управления частотой для настраиваемого линейного ускорителя, содержащая:
средство для генерирования РЧ сигнала в ответ на множество настроек уровня энергии для средства для генерирования РЧ сигнала с течением времени;
средство для поддержания истории множества настроек уровня энергии, включающей несколько последних на данный момент настроек из упомянутого множества настроек уровня энергии для РЧ источника;
средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал;
средство для регулировки частоты РЧ сигнала; и
средство для регулировки текущей уставки средств для регулировки частоты РЧ сигнала в ответ на комбинацию по меньшей мере двух из последних на данный момент настроек в различные моменты времени в истории.
18. Система по п. 17, дополнительно содержащая средство для ускорения пучка частиц в ответ на РЧ сигнал.
| US 2015245463 A1, 27.08.2015 | |||
| US 2012081042 A1, 05.04.2012 | |||
| US 2012326636 A1, 27.12.2012 | |||
| US 2010038563 A1, 18.02.2010 | |||
| US 2014152197 A1, 05.06.2014 | |||
| US 2010188027 A1, 29.07.2010 | |||
| US 9750123 B1, 29.08.2017 | |||
| ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕГУЛИРОВКИ | 2006 |
|
RU2367123C1 |
