加速器(四)自动稳频系统AFC

AFC

（AutoFrequencyControlSystem）---自动稳频系统一、自动稳频系统原理二、自动稳频系统的调整

电子直线加速器微波功率源的振荡频率必须与加速管的工作频率相一致，才能保证加速器稳定地工作锁相AFC系统（PhaseLockedAFC）一、自动稳频系统原理频率变化Δf

引起前向波与反向波相位差变化相位差转换成误差信号Ve

误差信号Ve的极性和幅度反映了频偏Δf

的正负和大小再通过Ve控制调谐电机，改变磁控管的输出频率，缩小Δf

AFC系统的组成1.磁控管及调谐机构2.取样波导3.衰减器、延迟线、检波座与检波二极管4.混频桥、稳频与触发板9SB5板1.磁控管与调谐机构AFC调谐机构调谐装置通过在调谐旋钮上的三个螺丝孔经弹性传动机构驱动所需的最小扭转力矩为0.7kg-cm，最大不超过5.0kg-cmAFC调谐装置限位原理调谐机构为四圈半左右，检查AFC电机限位开关，防止调谐机构损坏AFC调谐机构2.取样波导可变衰减器3.延迟线和移相器检波座与检波二极管4.混频桥输入口输入口输出口输出口5.SB5板与控制台控制台AFC控制面板旋转机架-----AFC系统前向波采样反向波采样可变衰减器移相器调谐机构混频桥延迟线前向波E2V反射波E2VXHA600D型AFCAFC系统框图重复频率发生器脉冲分配调制器示波器同步脉冲采样运放运放功放电平显示误差信号监测手动/自动选择脉冲放大均衡混频桥加速管取样波导磁控管四端环流器调谐电机取样波导负载检波二极管检波二极管衰减器衰减器延迟线锁相AFC工作原理1E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4锁相AFC工作原理2fm=f0,E1与E4相位差π/2

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

与E4相位差不为π/2

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

/4

/4E1’E4’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4在E2处观察到的分别由E1和E4传送过来的波形E1’和E4’锁相AFC工作原理6E1’E4’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4锁相AFC工作原理7E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4E2=E1’+E4’锁相AFC工作原理83/4

/4E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4在E3处观察到的分别由E1和E4传送过来的波形E1’’和E4’’E1’’E4’’锁相AFC工作原理9E1’’E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4锁相AFC工作原理10E3=E1’’+E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4锁相AFC工作原理11E2=E1’+E4’E3=E1’’+E4’’E4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4锁相AFC工作原理12E2E3AFCAAFCBE4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4通过检波二极管取样，去掉负值锁相AFC工作原理13E2E3E4AFCAAFCBE4E3E2E11234λ/4λ/4λ/43λ/4AFC系统框图重复频率发生器脉冲分配调制器示波器同步脉冲采样运放运放功放电平显示误差信号监测手动/自动选择脉冲放大均衡混频桥加速管取样波导磁控管四端环流器调谐电机取样波导负载检波二极管检波二极管衰减器衰减器延迟线AFC系统工作流程相检器放大采样保持脉冲放大磁控管电机功放f0ΔfVefMfM图8-50系统工作示意图二、自动稳频系统的调试拆下9P19AFC采样A与9P20AFC采样B，与示波器连接；示波器两通道波形同时显示（500mV或1V/格）；1、反射波的观测A、拆下AFC系统前向波即延迟线与可变衰减器的连接；B、将AFC手动/自动选择开关打到手动，重复频率100pps出束；C、出束，通过示波器观测反射波示波器上两通道脉冲波形最大幅值为0.3V~0.6V；（AFC失谐出现最大幅值）幅值太大容易损坏检波二极管AFCA与AFCB幅值基本相等2、前向波的观测1接上前向波即延迟线与可变衰减器的连接拆下反射波即取样耦合口与混频桥的连接固定衰减器留在混频桥端固定衰减器采样耦合口前向波的观测2将AFC手动/自动选择开关打到手动；重复频率100pps（剂量率100）出束；3、前向波的调整根据反射波通过可变衰减器调整前向波的大小，使其与反射波完全失谐时的幅值相等；前向波大小不随频率变化可变衰减器调整4、AFCA与AFCB的差值合成同时接上反射波与前向波，出束通过示波器观察AFCA与AFCB差值合成使用手动使AFC电机从最佳位置分别向两侧移动时，观察S波的变化5、必要时调整移相器上的拉伸杆长度

调节移相器，使手动从最佳位置分别向两侧移动时，S波分别向不同方向移动，并且在两侧的失谐位置，使S波的偏离幅值相同。6、观测S波与触发采样脉冲波形把9P19、9P20接回到控制台分线板上，出束，通过示波器观察9SB5板的TP1和TP8的波形TP1TP8S波与触发采样脉冲波形TP8的触发采样脉冲9SB5-TP1的S波7、AD781采样点的调整

调整9SB5板电位器RP13，使得采样脉冲位于S波的变化最明显的地方。要求采样脉冲宽度不大于1微秒。RP13

调整电位器RP13，使得采样脉冲位于S波的变化最明显的地方。要求采样脉冲宽度不大于1微秒。8、零点调整等系统出束稳定后，使用手动调节使剂量率最大，调节9SB5板的RP3，使得监控面板上的AFC指示表的指针位于零点附近。RP3监控面板上的AFC偏差指示表的指针位于零点附近。表示AFC无偏差9、检测AFC效果（1）AFC处于手动位置，剂量率设为100出束，调剂量率到最大，这时，AFC偏差应为0；向右拨动AFC开关，AFC偏差变向负值至最小，同时剂量率变小；向左拨动AFC开关，AFC偏差由负经0变向正值至最大，同时剂量率由小变大再变小；9、检测AFC效果（2）手动向左或向右调偏谐振位置，AFC偏差不为0，把AFC选择开关置于“自动”，，AFC偏差变向0，同时剂量率变大；说明能实现稳频如果相反，AFC偏差远离0，剂量率变小；说明电机运动方向反了，将AFC电机组件上的输入AFCMOT+和AFCMOT-两线调换。AFC电机组件上的接线排交换AFC电机组件上的输入AFCMOT+和AFCMOT-两线调换。9、检测AFC效果（3）如果能实现稳频，这时用手动检查该稳频点是否是剂量率最大；如果剂量率不是最大，微调RP3；用最大剂量率250，在出束重复上述过程。注意：停束前使AFC处于手动位置！！！以便调整冷态点10、调节冷状态（1）1）、如果能实现稳频，这时使AFC处于手动位置，剂量率最大时停止出束后，调整AFC调谐机构的限位块处于两限位开关中间位置；2).未进入出束状态使，把AFC选择开关置于“自动”位置，观察AFC电机是否能保持在冷状态位置，如不能需检查AFC电机组件上的位置电位器。限位开关10、调节冷状态（2）2）、调节9SB5板的RP6，使稳频系统