SARAFフェーズII向けuTCAデジタルLLRF設計の進捗状況
SARAFフェーズII向けuTCAデジタルLLRF設計の進捗状況
当社が解決する問題: LLRFは、SARAF-LINAC計測機器 およびSAFRAN ELECTRONICS & DEFENSE SPAINのためのCEA制御ドメインに属するサブシステムです。S.L.U社は、CEAの技術仕様に基づいて本システムを設計・開発・製造・試験まで一貫して行いました。このデジタルLLRFの最終バージョンは、2021年末にイスラエルのSARAF加速器へ設置されており、本発表ではその初期運用結果をご紹介いたします。
なぜ重要なのか：あらゆる粒子加速器の制御システムの中で、低レベル無線周波数（LLRF）システムは特に重要な役割を担っています。LLRFの目的は、加速空洞内の電場の振幅と位相を制御することです。
当社が問題を解決する方法：
ソフトウェアアーキテクチャ
EPICSを制御システムとして利用する（asynPortDriver、データベース、PV、自動保存機能など）
FPGA/ARM間の通信用統合ライブラリ（AXIベース）
完全な機能を備えたLLRF IOC 2台
システム性能を測定した：
応答速度が低い – PI遅延
Kpの効果によって生じるステップの継続時間が、UcavからUampまでのシステム全体のループ遅延時間（遅延<< 1μs）を決定します。
PLL機能
開ループ状態における空洞の共振周波数を追跡するための周波数閉ループ
ECTSにおける位相安定性
超伝導HWR（Half Wave Resonators）での試験において、達成された位相安定性は 6×10⁻³度（RMS）です。
デチューニング補正
機械式チューナーを用いたデチューニング補正により、注入電力を最小化します。
SNRC稼働調整中の短パルスビーム検出
さらに…
・振幅と位相の制御用PIループ
・フィードフォワード機能
・優れた空洞制御機能により、温度変化時でも長期的な安定性
• 振幅精度：0.03％ Vpp
• 位相精度：0.03度
• LLRFの付加位相ノイズはわずか182フェムト秒（fs）
Safranを選ばれる理由：Safranは、世界中の最先端課題に取り組み、最も要求の厳しい科学施設向けに最高水準かつ革新的なソリューションを提供しています。当社は、正確なサブナノ秒レベルの時間転送および周波数分配技術において世界的リーダーとして広く知られており、粒子加速器向けの高度な制御システムにも高い専門性を有しています。当社は、世界中の革新的な課題に協力し、最も要求の厳しい科学施設向けに最高水準かつ革新的なソリューションを提供しています。