LLRF control system of the J-PARC linac

J-PARCリニアックのLLRF制御システム

Fang, Z.*; 穴見 昌三*; 道園 真一郎*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸

Fang, Z.*; Anami, Shozo*; Michizono, Shinichiro*; Yamaguchi, Seiya*; Kobayashi, Tetsuya; Suzuki, Hiroyuki

J-PARCリニアックでは、1つのクライストロンで2台の加速空洞に電力を供給する。加速電界の振幅,位相はFPGAを用いたデジタルフィードバック制御システムによりコントロールされる。ビームローディンなしで振幅,位相それぞれ0.1% and 0.1度の安定性で、またビームローディングがあっても、それぞれ0.3% and 0.2度の安定性を達成している。また空洞共振周波数(チューナ)も本システムのDSPによって自動制御され、離調度1度以内で正常に制御されている。またRFパルス波形の減衰から、空洞離調度及びQ値を計算し、運転中リアルタイムでそれらをPLC制御パネルに表示できるようにした。

In the J-PARC proton linac, each klystron drives two RF cavities. The RF amplitude and phase of the cavities are controlled by an FPGA-based digital feedback control system. The test results show that the variations in the cavity amplitude and phase are less than 0.1% and 0.1 without beam loading, or 0.3% and 0.2 with beam loading. The tuning of each cavity is also controlled by a DSP of this control system. The cavity auto-tuning is successfully controlled to keep the detuned phase within 1 degree. In our RF system, the tuning information including detuned frequency and phase, and Q-value of each cavity are measured in real-time and displayed in the PLC touch panel of the control system.