supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

5-79
1
Amplitude [V]
0,5
0
-0,5
-1
0 1 2 3 4 5
Zeit [s]
Abb. 5.10: Messung mit modifiziertem Phasendetektor AD8302.
Die in Abb. 5.10 gemessene Ausgangsspannung des Phasendetektors mit zwei um 0,5 Hz
unterschiedlichen Eingangssignalen zeigt, dass der Phasendetektor nur in einem Bereich von
0°-180° benutzt werden kann. Im Rahmen der zu erwartenden Frequenzänderungen und der
Geschwindigkeit der Resonanzfrequenzregelung ist diese Einschränkung unerheblich. In der
Messung wurde bereits eine Modifikation, bestehend aus einer einstellbaren
Differenzschaltung, berücksichtigt, die eine Verschiebung des Ausgangssignals zur
symmetrischen Verarbeitung erlaubt.
Zur Ansteuerung der Tuning-Einheit wurde eine einfache Schaltung entwickelt, die aus dem
modifizierten Signal des Phasendetektors eine direkte Ansteuerung des Schrittmotors ermöglicht.
Über einen Fensterkomparator wird bei Über- bzw. Unterschreitung einer einstellbaren
Frequenzabweichung der Schrittmotor aktiviert. Innerhalb der eingestellten Fensterbreite von
etwa 30 Hz (in Bezug auf eine externe Güte von etwa 10 6 ) bleibt die Schrittmotor-Ansteuerung
inaktiv. In diesem Bereich übernimmt später die schnelle I/Q Regelung insbesondere
während des Strahlpulses die Aufgabe, das elektromagnetische Feld in den geforderten
Genauigkeiten von +/- 0,5% Amplituden- und +/- 0,5° Phasenabweichung zu halten.
Bedingt durch die Fensterbreite +/- 15 Hz wird im ungünstigsten Fall bereits ohne zusätzliche
Störquellen eine Feldreserve im Resonator durch die I/Q-Regelung von 3,5 % benötigt.
Die im Folgenden gezeigten Messungen sind im CW-Betrieb einer unpräparierten Kavität
durchgeführt worden, wodurch Einflüsse hoher Feldenergien ausgeschlossen werden können.
Vermutlich wird durch das Hystereseverhalten des Tuners (Abb. 4.29) die Anregung einer
mechanischen Resonanz bei etwa 230 Hz während des geregelten Betriebs begünstigt.
Abb. 5.11 und Abb. 5.12 zeigen den Verlauf der Resonanzfrequenzregelung bei einem
Generatorfrequenzsprung von 10 Hz. In Abhängigkeit der zuvor gefahrenen Richtung ergibt
sich ein gänzlich verschiedenes Verhalten. Sofern keine Richtungsänderung vorliegt, folgt die