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VXIbus-based signal generator for resonant power supply system of the 3GeV RCS

VXIbusを用いた3GeV RCS共振電源信号発生器

Zhang, F.; 渡辺 泰広  ; 古関 庄一郎*; 谷 教夫  ; 安達 利一*; 染谷 宏彦*

Zhang, F.; Watanabe, Yasuhiro; Koseki, Shoichiro*; Tani, Norio; Adachi, Toshikazu*; Someya, Hirohiko*

JAERI-KEK大強度陽子加速器統合計画の3GeVシンクロトロンの設計は、スケジュールどおりに進行中である。この3GeV陽子加速器は、機能分離型のラピッド・サイクリング・シンクロトロン(RCS)であり、偏向電磁石(BM)及び四極電磁石(QM)は、DCバイアスされた25Hz正弦波のパターン電流で励磁される。電磁石は、12のファミリーに分けられ、それぞれ独立に励磁される。このファミリー数は、これまでの加速器での実績である3ファミリーを遥かに超えている。このため、B/Q (BM, QM)間の磁場トラッキングをとることに困難が予想される。磁場トラッキングは、電磁石電源の通電パターン設定用の信号源に大きく依存するため、ダイナミックかつフレキシブルな信号発生器の開発が必要である。このレポートでは、VXIbusを用いた信号発生器を提案する。VXIbus (VME eXtension for Instrument) は、VMEbusの拡張であり、プロセス・バス及びタイミングを共有するオープン・アーキテクチャを提供する。VXIbusを用いた信号発生器は、信号同期及び多チャンネルを実現するために有利である。このため、信号発生器の所要性能を検討し、VXIbusを用いて信号発生器を構築した。さらに、実験を行い、基本オペレーションなどに関して所期の性能を確認した。

The 3 GeV Proton RCS of the JAERI-KEK Joint Project is a 25 Hz separate-function rapid cycling synchrotron under design. Bending magnets (BM) and quadrupole magnets (QM) are excited separately. The 3 GeV RCS requests above 10 families of magnets excited independently, far beyond 3 families in practical RCS's. Difficulty of field tracking between BM and QM is significantly increased Magnet strings are grouped into resonant networks and excited resonantly by power supplies driven by a waveform pattern, typically a DC-biased sinusoidal signal. To achieve a close tracking between many families, the driving signal of each power supply should be adjusted in phase and amplitude flexibly and dynamically.This report proposes a signal generator based on VXIbus. The VXIbus, an extension of VMEbus (VME eXtension for Instrument), provides an open architecture with shared process bus and timing. The VXIbus-based signal generator facilitates the timing synchronization and extension to many channels needed by the 3 GeV RCS. Experimental results of the signal generator are reported.

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