View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5-72
trennten Regelkreise maßgeblich gegenseitig beeinflussen und bei Auslegung der einzelnen
Regelkreise die Parameter des jeweils anderen Regelkreises besonders berücksichtigt werden
müssen. Darüber hinaus hat eine Phasenänderung aufgrund der supraleitenden Kavität mit
hohen Güten auch eine Amplitudenänderung zur Folge, was im Falle einer I/Q Regelung
mehr oder weniger bereits kompensiert werden kann, wenn ein Arbeitspunkt von 0° bzw. 90°
gewählt wird.
IF 90°
0°
I
X
X
Q
RF
|A| ∗cos( α)
Abb. 5.5: I/Q-Modulator und I/Q-Zerlegung.
Q
α
|A| ∗sin( α)
Die Zurückführung auf eine I/Q-basierende Regelung erlaubt den Einsatz zweier identischer
Regelkreise, wodurch die gegenseitige Beeinflussung minimiert werden kann. Bei der I/Q-
Regelung wird das HF-Signal im I/Q Modulator in seinen orthogonalen Sinus- und Cosinus-
Komponenten aufgeteilt (Abb. 5.5). Über Mischer werden die I- und Q-Komponenten in der
Amplitude variiert. Eine anschließende Addition der modulierten Signale führt zu dem
gewünschten Ausgangssignal, das sich in Betrag und Phase einstellen lässt. Praktisch lässt
sich die Phase dabei von 0°-360° variieren.
Gegenüber einer getrennten Amplituden- und Phasenregelung weist eine I/Q Regelung ein
über weite Bereiche stabileres Verhalten auf. Die höchste Empfindlichkeit für I und Q wird
dabei bei einem Arbeitspunkt von 45° erreicht. Dies ist der angestrebte Arbeitspunkt der
schnellen I/Q Regelung. Eine grobe Phasenänderung bei Umschaltung zwischen Protonen und
Deuteronen wird durch das Phasenstellglied PHA1 (Abb. 5.6) durchgeführt. Dadurch kann
der eigentliche I/Q Regelkreis jeder einzelnen Kavität immer beim gewünschten Arbeitspunkt
von 45° betrieben werden und wird damit unabhängig von der gewählten Teilchensorte.
Der schematische Aufbau der gewählten Regelung ist in Abb. 5.6 dargestellt. Hierbei wird
insbesondere die Möglichkeit der „quasi Pulsung“ genutzt, um Resonanzfrequenzregelung
und schnelle I/Q Regelung zu trennen.
I