Система возбуждения ускорителя Советский патент 1991 года по МПК H05H7/02 

Изобретение Относится к ускорительной технике, в частности к системам высокочастотного питания резона гсных линейных ускорителей заряженных частиц.

Целью изобретения является упрощение конструкции системы возбуждения резонатора ускорителя и повышение амплитуды высокочастотного поля в резонаторе.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой системы возбуждения резонатора ускорителя; на фиг,2 приведена электрическая принципиальная схема электронного управляемого аттенюатора на основе электронной лампы,

Система возбуждения резонатора ускорителя содержит усилитель 1 мощности, подключенный к резонатору 2 линией 3 передачи, цепь положительной обратной связи с линиями 4 передачи н электронным упраоляемым аттенюатором 5, цепь отрицательной обратной связи г линиями 6 и амплитудным детектором 7, соединенным с цепью управления аттенюатором 5 и с источником 8 опорного напряжения. Усилитель 1 мощности усиливает сигнал, поступающий на его вход по цепи положительной обратной связи, и передает его по линии 3 в резонатор 2. Аттенюатор 5 осуществляет изменение коэффициента передачи кепи положительной обратной связи. Наибольшую крутизну регупировочной характеристики по напряжению при высоком КПД регулятоpa имеют аттенюаторы с последовател ь- ным нагрузочным сопротивлением, однако их реализация на достаточно высоком уровне мощности конструктивно сложна. По этой причине в предлагаемой схеме используется аттенюатор с параллельным регулируемым сопротивлением. Причем регулируемое сопротивление аттенюатора 5 включено парал- лельно в линию 4 передачи на расстоя- |нии (2п-Н) Л/4 от резонатора 2, где А - длина волны рабочего типа колебаний, возбуждаемых в резонаторе 2; ,1,2... .чЭто позволяет реализо- вать аттенюатор, эквивалентный аттенюатору с последовательным регулируемым сопротивлением. Тем самым обеспечиваются требуемые параметры аттенюатора 5. В качестве регулируе- мого сопротивления аттенюатора 5 в зависимости от уровнл регулируемой мощности могут быть использованы электронные лампы, полупроводниковые диоды, варисторы, биполярные и поле- вые транзисторы. Управление аттенюатором 5 осуществляется управляющим видеосигналом, поступающим с выхода амплитудного детектора 7. Управляющий сигнал пропорционален сигналу ошибки по амплитуде, который вырабатывается на выходе амплитудного детектора на основании сравнения продет сктированного высокочастотного сигнала, поступающего из резонатора по цепи отрицательной обратной связи с сигналом источника стабильного опорного напряжения.

Электронный управляемый аттенюатор, построенный на основе электрон- ной лампы (триода), может быть реализован по схеме, приведенной на фиг.2, В данной схеме электронная лампа 9 является регулируемым сопротивлением, включенным параллельно в линию 4 передачи. Сопряжение лампы 9 с высокочастотной линией 4 осуществляется резонансным контуром, образованным внутренней анодно-сеточно емкостью самой лампы 9 и индуктин- костью 10. Линия 4 передачи соединен с контуром лампы 9 кондуктивно. Цепь управления аттенюатором 5, образованная управляющей сеткой лампы 9„ резистором 11 утечки и последовательным резонансным контуром, состоящим из конденсатора 12 и индуктивности 13, соединена с амплитудным детектором 7 линией 6 передачи. Кон

5 Q

5

тур из конденсатора I2 и индуктивности 3 обеспечивает на управляющей сетке лампы 9 нулевой высокочастотный потенциал.

Предлагаемая схема работает следующим,образом. При номинальном уровне поля в резонаторе 2 сигнал ошибки в цепи управления аттенюатора 5 равен нулю и не изменяет величину регулируемого сопротивления аттенюатора 5, соответствующую его исходной настройке для обеспечения передачи сигнала требуемого уровня мощности из цепи положительной обратной связи на вход усилителя 1. При этом усилитель 1 работает в режиме автогенератора. При отклонении амплитуды поля в резонаторе 2 от номинального значения сигнал ошибки отличен от нуля и изменяет величину регулируемого сопротивления аттенюатора 5, что приводит к изменению мощности, ответвляемой из резонатора 2 в цепь положительной обратной связи из-за изменения нагрузки данной цепи, и к перераспределению этой мощности между регулируемым сопротивлением аттенюатора 5 и входом усилителя I вследствие изменения коэффициента передачи аттенюатора. Таким образом осуществляется динамическое регулирование модуля коэффициента передачи цепи положительной обратной связи системы возбуждения противофазно возмущению амплитуды ВЧ-поля в ре- N зонаторе и соответствующее изменение выходной мо щности усилителя, что обеспечивает стабилизацию амплитуды ВЧ-поля в резонаторе.

Впеденне электронного управляемого аттенюатора и исключение предварительных каскадов усилителя мощности, т.е. введение одного и исключение нескольких резонансных звеньев приводит-к расширению полосы пропускания предлагаемой системы, что позволяет получить в ней более высокий предельный коэффициент стабилизации амплитуды поля по сравнению с прототипом. При этом также возрастает быстродействие системы, что в целом обеспечивает более высокую эффективность предлагаемой системы возбуждения резонатора ускорителя.

Формуле) изобретения Система возбуждения ускорителя,

содержащая резонатор, включенный

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к системам высокочастотного питания резонансных линейных ускорителей заряженных частиц. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение стабильности амплитуды высокочастотного поля в резонаторе. Система возбуждения резонатора ускорителя состоит ич усилителя 1 мощности и цепей положительной обратной связи и отрицательной обратной связи, охва- тыпающих усилитель 1 мощности н резонатор 2 ускорителя. В цепь положительной обратной связи включен электронный управляемый аттенюатор 5, цепь управления которого соединена с резонатором 2 цепью отрицательной обратной связи, содержащей амплитудный детектор 6 с источником 8 опорного напряжения, а регулируемое сопротивление аттенюатора 5 включено параллельно в линию положительной обратной гпязн на расстоянии от резонатора, кратном нечетному числу четвертей длины волны рабочего типа колебаний, возбуждаемых в резонаторе, 2 ил. (Л