Модуль CAN-DDS.
В рамках программы работ по повышению стабильности частоты ускоряющего высокочастотного напряжения накопителя ВЭПП-4 был разработан, изготовлен и установлен на комплексе новый возбудитель с дробным делителем частоты CAN-DDS.
Модуль CAN-DDS представляет собой делитель входной тактовой частоты с дистанционно перестраиваемым дробным коэффициентом. Модуль предназначен для использования в цепи обратной связи возбудителей для ВЭПП-4, ВЭПП-5 и ВЭПП-2000 (см. рисунок).
Модуль состоит из микросхемы прямого цифрового синтеза (Direct Digital Synthesis, DDS) AD9852 и контроллера PIC18F458, управляющего работой DDS и служащего мостом к протоколу CAN-bus. DDS и микроконтроллер соединены между собой по интерфейсу SPI.
Принципиально, модуль способен работать в качестве прецизионного перестраиваемого синтезатора частоты синусоидальной или прямоугольной формы с программируемой скважностью. Возможно также получение других режимов работы, предлагаемых используемой микросхемой DDS. Диапазон входных частот: 10-300 МГц (0-300 МГц с модификацией схемы), диапазон выходных частот при тактовой частоте 300 МГц: 0-150 МГц с шагом перестройки 1 мкГц. При работе на побочных частотах возможно получение частот 150-300 МГц и 300-450 МГц.
Управление режимами работы блока осуществляется с помощью протокола CAN-bus, в котором предусмотрена работа со скоростями передачи 125 кбит/с, 250 кбит/с, 500 кбит/с и 1 Мбит/с. В блоке имеется режим плавной перестройки частоты.
Возбудитель представляет собой генератор ВЧ, управляемый напряжением фазовой подстройки частоты (см. рисунок). Параметры возбудителя приведены в таблице. Модуль CAN-DDS включен между выходом генератора и фазовым детектором, сравнивающим выходной сигнал с опорным. Такая схема включения с помещением DDS в цепь обратной связи выбрана с целью уменьшения влияния дискретности по времени на стабильность выходного сигнала. В блоке для ВЭПП-4 предусмотрен вход от внешнего генератора.
Параметры возбудителя
| Выходная частота | 89.7÷90.1 МГц |
| Опорная частота (от встроенного генератора) | 1.2288481±1·10-7 МГц |
| Амплитуда выходного напряжения | 1.4 В |
| Скорость плавной перестройки частоты | 2 кГц/с |
| Элементарный шаг плавной перестройки | 1 Гц |
| Наименьший шаг перестройки частоты возбудителя | 2.34·10-5 Гц |
| Полоса захвата ОС | 90.703÷91.039 МГц |
| Полоса удержания ОС | 90.502÷91.050 МГц |
Были проведены измерения стабильности частоты ускоряющего высокочастотного напряжения. Пример измерений за сутки показан на рисунке.
Видно, что нестабильность частоты в течение суток близка к пределу по разрешению измерительной аппаратуры и составляет не более чем ±2 Гц, что соответствует нестабильности частоты обращения пучка около ±0.009 Гц.
