Entwicklung eines Kontrollsystems für die Strahllagemessung am ...

14 3 MESSPRINZIP
Teilchenstrahl
6 5
Vakuumkammer
3 (Masse)
4 (Masse) Antenne
Abbildung 3: Prinzip der Strahlankopplung
Signalspannungen V1 und V2 näherungsweise durch die Funktion
V1
V2
[dB] = 20 log 10
f(ɛx, −ɛy, φ0) − f(ɛx, −ɛy, −φ0)
f(−ɛx, ɛy, φ0) − f(−ɛx, ɛy, −φ0)
1
2
(13)
gegeben. Dabei sind ɛx = x/R die normierte horizontale Position, ɛy = y/R
die normierte vertikale Position, R = 27.65 mm der Radius der Vakuumkammer
und φ0 = 0.628 die der Elektrodenlänge entsprechende elektrische
Phase. Die Funktion f(ɛx, ɛy, φ0) ist gegeben durch
f(ɛx, ɛy, φ0) = arctan
((1 + ɛx) 2 + ɛ2 y ) tan(φ0/4)
+ 2ɛy
1 + ɛ 2 x − ɛ2 y
(14)
Das Signalspannungsverhältnis ist in Abb. 4 dargestellt. Für eine Strahlablage
|x| < 10 mm erhält man angenähert ein lineares Verhältnis. Für größere
Strahlablagen weicht das Verhältnis leicht davon ab. Die von den Elektroden
aufgenommenen Spannungspulse müssen für eine Auswertung natürlich noch
weiterverarbeitet werden. Das geschieht durch zwei verschiedene SEDAC-
Module, nämlich durch PPA 13 und PPD 14 . Beide SEDAC-Module enthalten
jeweils zwei Kanäle, die an benachbarten Quadrupolen messen. Deshalb mißt
ein Kanal stets die x-Ablage und der andere die y-Ablage. Der Aufbau der
beiden Kanäle ist dabei identisch.
Das PPA wandelt das Amplitudenverhältnis der Spannungen V1/V2 in Betrag
und Phase um. Die Funktionsweise des Phasenkonverters ist aus Abb. 5
ersichtlich. Dabei ist der Betrag eine Funktion der Intensität (d. h. der Teil-
13 Proton-Position Analog Module
14 Proton-Position Digital Module