Инструкция к программам ‘v3_inj’ и ‘v3_inj_draw.

Исходные текстовые файлы: v3_inj.c, v3_inj_FFT.c и v3_inj_draw.c

Программа ‘v3_inj’ позволяет наблюдать за процессом инжекции пучка в ВЭПП-3, измерять частоты бетатронных колебаний с помощью генератора удара по пучку (в том числе во время ускорения), измерять хроматизм. Измерения производятся пикап-станцией 4P5, управление станцией и генератором удара, получение результатов измерений колебаний пучка делается через EPICS.

Пикап-станция запускается импульсом, поданным на вход “внешний старт” и производит пооборотные измерения радиальной и вертикальной орбиты и тока пучка. Стартовый импульс переключается либо на запуск от системы инжекции пучка (состояние кнопки запуска “ИНЖЕКЦИЯ”), либо на запуск от генератора удара (“УДАР”). Можно выбрать длину пооборотного массива (число оборотов, в течение которых пикап-станция производит измерения). Рядом с кнопкой переключения запуска есть табло – счетчик числа запусков пооборотных измерений.

Результаты измерений считываются через EPICS в программу ‘v3_inj’; рисуются графики колебаний орбиты и изменений тока пучка. Строятся также графики спектров колебаний и вычисляются величины бетатронных частот (синим цветом отмечен спектр радиальных колебаний, красным – вертикальных).

При запуске от импульса инжекции хорошо видны потери пучка на первых оборотах, а также захват пучка в ВЧ 8 МГц. Если включен режим накопления, то уже не удается увидеть захват вновь влетающего пучка, но бетатронные частоты хорошо измеряются. Программа позволяет сделать режим однократной инжекции, выключая ВЧ 8 МГц перед каждым новым импульсом инжекции.

Генератор удара позволяет возбудить колебания пучка коротким импульсом напряжения, поданным на пластины, расположенные в 4-ом промежутке ВЭПП-3. Нужно включить ГИМН кнопкой, расположенной в окне управления генератором удара, и задать его напряжение (обычно хватает 2 – 4 кВ для измерения бетатронных частот). Для получения одиночного удара по пучку нужно нажать кнопку ‘single’; если нужны многократные удары, нужно выбрать частоту ударов и нажать кнопку ‘auto’.

Измерение бетатронных частот при ускорении. Нужно выбрать статусы ВЭПП-3, при которых будут выполняться измерения. После нажатия кнопки ‘meas’ автоматически включатся все необходимые ключи и начнутся периодические измерения с записью в файл (напряжение на ГИМНе и периодичность работы генератора удара нужно задать заранее). Результаты измерений будут записываться в файл, находящийся в директории ‘./QXZ_meas_accel/’; имя файла будет задано автоматически; оно будет включать в себя слово, соответствующее полярности (‘elec’ или ‘pozi’), и дату-время. По окончании измерений можно вызвать программу ‘v3_inj_draw’ (кнопка ‘draw’) для того, чтобы построить графики зависимости бетатронных частот от энергии или времени.

Измерение хроматизма. Для измерения хроматизма нужно пройти некоторый диапазон частот обращения, границы которого и шаг нужно задать в окне. После нажатия кнопки ‘meas’ управление частотой обращения будет переключено на собственный задающий генератор ВЭПП-3; автоматически переключатся ключи управления генератором удара; будет использован режим однократных ударов. Затем частота обращения будет смещена к нижней границе заданного диапазона, после чего она шагами будет смещаться вверх, пока не достигнет верхней границы. На каждом шаге делается проверка по частотомеру, что нужная величина частоты установилась, затем делаются три измерения бетатронных частот с записью в файл. Файл находится в директории ‘./QXZ_meas_chrom/’; имя файла будет задано автоматически; оно будет включать в себя слово, соответствующее полярности (‘elec’ или ‘pozi’), и дату-время.. По окончании измерений все параметры, в том числе частота обращения и уставки генератора удара, возвращаются к исходному состоянию. Нажав кнопку ‘draw’, можно вызвать программу ‘v3_inj_draw’, которая строит графики зависимости бетатронных частот от частоты обращения и вычисляет хроматизм.

Табло внизу окна показывает измеренную частотомером частоту обращения.

Программа ‘v3_inj_draw’ читает файлы с измеренными частотами бетатронных колебаний, созданные программой ‘v3_inj’ и строит графики зависимости бетатронных частот от времени, энергии или частоты обращения (по выбору оператора). В последнем случае программа натягивает на измеренные точки квадратичный полином и вычисляет по нему бетатронные частоты при частоте обращения FV=4030.0 кГц, вертикальный и радиальный хроматизм и вторые производные (d²Qx/d²FV(кГц), d²Qz/d²FV(кГц)). Эти числа выводятся на табло внизу окна программы.