Аппаратура находится в радиостойке, расположенной в зале 4-го промежутка ВЭПП-3, и соединена ETHERNET-линией с PC "pult6" в главной пультовой.

Поперечные колебания пучка возбуждаются радиоимпульсом - пакетом синусоидальных колебаний с частотой

где F₀ - частота обращения; Q - дробная часть бетатронной частоты.

Радиочастотный сигнал поступает по кабелю на полосковые линии в вакуумной камере 4-ого промежутка около линзы 4F6, расположенные под углом 45°, чтобы возбуждать как вертикальные, так и радиальные колебания пучка, и поглощается нагрузкой 50 Ом.

Датчик когерентных бетатронных колебаний представляет собой две расположенные под 45° и нагруженные с одной стороны на 50 Ом полосковые линии, и находится внутри вакуумной камеры линзы 2D7 (2-ой промежуток ВЭПП-3). Сигналы с линий передаются по кабелям в регистрирующую аппаратуру в зале 4-го промежутка.

Полный цикл сканирования состоит из 256 элементарных циклов, каждый из которых состоит из раскачки пучка, съема сигнала и обработки полученных данных. Длительность раскачки пучка управляемая; она должна быть достаточной, чтобы обеспечить необходимую амплитуду колебаний пучка; обычно задается около 50 мксек (200 оборотов пучка). По окончании импульса возбуждения производится регистрация сигнала - измеряется отклонение пучка на 512-ти оборотах (130 мксек). После этого осуществляется цифровая обработка сигнала; на нее тратится около 520 мксек. Таким образом, элементарный цикл занимает около 700 мксек, а весь цикл сканирования - около 0.3 сек.

Управлением аппаратурой и обработкой результатов измерений занимается программа - сервер "bet_vepp3", которая находится в фaйловой системе по адресу: "/home/vepp4/bin/...", и должна вызываться в окне PC "pult6" командой "bet_vepp3&". Она посылает в аппаратуру необходимые уставки (длительность и амплитуду радиоимпульса, возбуждающего пучок, коэффициент усиления приемника, диапазон частот для сканирования и т.д.), и включает режим измерений. По окончании измерений программа производит их обработку, формируя массивы для графика амплитудно- частотной характеристики, а также массив результатов Фурье-анализа, которые могут быть использованы программой - клиентом.

При неправильной работе программы ее можно уничтожить командой "killall -9 bet_vepp3" и запустить заново, как указано выше. Можно также проверить существование программы, дав в любом окне PC "pult6" команду "ps aux | grep bet_vepp3". Программа "bet_vepp3" должна существовать в PC "pult6" только в одном экземпляре.

Перезапуск аппаратуры можно сделать, если нужно, не заходя в зал, а замкнув на короткое время кабель, который висит около радиостойки 22 в радиопультовой и заканчивается открытым разъемом СР-50 (на кабеле бирка с надписью "ИБК - reset").

Радиосигнал, возбуждающий пучок ( на нагрузке 50 ом, с коэффициентом деления 1/100), можно увидеть на пультовом осциллографе (кабель рядом с кабелями фи-диссектора около осциллографа).

Для управления аппаратурой и представления результатов измерения написана программа 'scan' (Мишнев), которую можно найти по адресу: "/home/vepp4/bin/..." (а также по адресу: "/home/vepp4/mishnev/C++/V3_scan/...").
Команды для управления аппаратурой и обработки результатов могут быть прочитаны из файла "../V3_scan/param.dat", и текущие уставки можно запомнить там же.

Программа вызывается в любом окне PC командой 'scan&' ; открывается окно программы 'scan' (см. рисунок). Измерительная аппаратура (Карпов) управляется набором параметров (команд), которые в окне программы находятся в рамке "Команды для SERVERа". При входе в программу в окнах ввода в этой рамке находятся значения, прочитанные из файла "../param.dat"; при работе программы 'scan' эти параметры передаются в программу 'bet_vepp3' и используются для работы аппаратуры и обработки результатов измерения. Если команды изменены оператором, можно запомнить их, нажав кнопку "Записать команды в файл ../param.dat".

1. Код работы = 0 - измерения не производятся, пучок не возбуждается генератором раскачки.
   Код работы = 1 - измерение частот одиночными импульсами (пока не отлажен, лучше не использовать).
   Код работы = 2 - режим сканирования; пучок возбуждается импульсами (пакетами синусоидальных колебаний, частота которых изменяется в заданных пределах от импульса к импульсу).
2. Начальная частота синусоидальных колебаний внутри импульса раскачки.
3. Конечная частота синусоидальных колебаний внутри импульса (в режиме сканирования).
4. Длительность одного импульса раскачки (измеренная в количестве оборотов пучка).
5. Коэффициент усиления принимаемого сигнала (отклика), его нужно подбирать так, чтобы измеряемый АЦП сигнал не превышал предела 8192 единицы (по абсолютной величине).
6. Амплитуда раскачки (на энергии инжекции при уставке амплитуды > 4 видны заметные колебания пучка; при высокой энергии можно использовать максимальную уставку 7).
7. Аттенюатор синтезатора_0 - только для режима одиночных импульсов.
8. Аттенюатор синтезатора_1 - то же.
9. Порог сигнала: сигнал ниже указанного считается шумом при обработке.
10. Сглаживание по N точкам - при обработке сигнала производится усреднение по заданному числу точек, лежащих по обе стороны от текущей.

1. Периодичность - это периодичность работы программы 'scan' (запусков цикла сканирования).
2. Ниже показан счетчик времени (в сек), оставшегося до следующего сканирования. Кнопка "Пуск" зануляет это время и приводит к немедленному запуску нового сканирования.
3. Залипающая кнопка "Подстройка измерений" ("Ручная" <--> "Автомат."). В автоматическом режиме подстраивается коэффициент усиления (так, чтобы уровень сигнала на АЦП не превышал предельного значения = 8192) и амплитуда раскачки (в зависимости от энергии).
4. Залипающая кнопка "Измерения вкл./выкл.". При нажатой кнопке задается "Код работы" = 2 (команды переписываются в файл "../param.dat"); при отжатии кнопки задается "Код работы" = 0.
5. Группа кнопок внизу этого окна определяет, в каких статусах ВЭПП-3 разрешается сканирование. Нажатая кнопка (красный цвет) запрещает сканирование в данном статусе.

1. График амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) строится на основе данных, полученных из программы 'bet_vepp3'.
   Его шкалы можно менять вручную; по умолчанию шкала абсцисс простирается от 0.10 до 0.25, а шкала ординат подбирается автоматически, в соответствии с максимальным значением измеренной амплитуды.

   Под графиком АЧХ выведены в числовом виде:

   • Параметры ВЭПП-3: полярность, статус, ток, энергия.
   • Бетатронные частоты.
   • Амплитуды (максимумы АЧХ, соответствующие бетатронным частотам) и сигналы, измеренные АЦП.

   Ниже графика АЧХ показаны время и номер цикла работы программы 'scan'. Время T_scan - это последнее время (в секундах от некоторого начала), когда было проведено измерение частот с помощью сканирования, при коде работы = 2. Если это время меняется, то цвет табло зеленый, если нет - он красный. Таким образом легко видеть, происходят ли в настоящее время измерения частот.

2. Сетка бетатронных частот вблизи рабочей области, с прямыми и суммовыми резонансами 5-го и 6-го порядков, и с разностными резонансами 2-го и 3-го порядков. Звездочками показаны последнее (красная звездочка) и предпоследнее (синяя) измерения бетатронных частот. Поскольку система измерений не различает вертикальную и радиальную частоты, большая частота условно считается вертикальной.
   
   
3. График зависимости измеренных бетатронных частот от времени. Измерения запоминаются в файле "/home/vepp4/mishnev/C++/V3_scan/BF_vs_time"; можно запомнить до 1000 последних измерений. При построении графика время последнего измерения считается нулевым, предыдущим измерениям приписывается отрицательное время. Можно очистить файл полностью или частично, оставив последние N измерений, или измерения, сделанные за последние T секунд.

При нажатии соответствующей кнопки открывается новое интерактивное окно, в котором можно объявить имя файла и записать туда серию измерений частот вместе с некоторыми параметрами ВЭПП-3 (энергия, ток пучка, частота обращения и т.д.). Можно произвести обработку полученных записей, вычислив, например, средние значения частот (если они записаны при одинаковых условиях), или хроматизм (если записи сделаны при разных частотах обращения).

Нажав соответствующую кнопку, можно перевести аппаратуру в режим непрерывной генерации. В этом случае оператор может вручную управлять амплитудой и частотой генератора раскачки. Наблюдать за поведением пучка можно на экране телевизора. Такой режим работы удобен, например, при малом токе пучка, когда автоматическое измерение частот работает плохо.

Программа 'scan' может автоматически выставить и поддерживать заданные бетатронные частоты. В этом случае она взаимодействует с программой #SCAN в Одренке BEAMV3. Для правильной работы в окне программы 'scan' должны быть нажаты кнопки "Измерения вкл./выкл." и "Автоматическая настройка частот". Обмен информацией между программами 'scan' и #SCAN происходит через файлы ../filesystem/BEAMV3/AFCR ; ../ASCF ; ../ASCN (данные записаны в формате Одренка).

Данные, необходимые программе 'scan' для работы в режиме "Автоматической настройки частот", записаны в текстовом файле SCNT в ЗУ Одренка BEAMV3 (в формате Одренка); их читает программа #SCAN и пересылает в файл ../ASCN . Оттуда они могут быть прочитаны программой 'scan' и использованы ей, если нажата клавиша "Автоматическая настройка частот". Информация о полученном задании появляется в рамке ниже этой клавиши. Файл SCNT можно редактировать текстовым редактором для Одренка #EDIT (при этом важно не испортить ключевые слова для поиска записанных параметров, которые находятся в левой колонке).

В свою очередь программа 'scan', измерив бетатронные частоты, посылает их величины в файл ../ASCF (вместе с временем измерения), а в файл ../AFCR посылает данные, необходимые для построения графика амплитудно-частотной характеристики в окне программы #SCAN.

Для того, чтобы программа #SCAN начала регулировать бетатронные частоты, в ней должен быть включен ключ 1 (нормально это делает процесс #PREP (или #PROD, если работа идет в "Дейтронном" режиме) после того, как он уставил режим поляризации, загрузил программу 'coco', и она отработала некоторое время). Получив измеренные значения частот, программа #SCAN вычисляет разности между ними и целевыми частотами по формулам:

Важное замечание: Поскольку измерительная система не умеет отличать радиальную бетатронную частоту от вертикальной, для правильной работы системы автоматической настройки частот перед тем, как включить выполнение настройки, нужно предварительно установить частоты так, чтобы выполнялось условие QX < QZ (т.е. частота радиальных колебаний меньше, чем вертикальных).

См. также "Краткую инструкцию по работе с системой автоматической настройки бетатронных частот", где сказано, что делать, если не работает система измерения бетатронных частот.

Если измерения частот окончены, желательно выключить возбуждение пучка генератором раскачки. Это можно сделать, либо задав код работы = 0, либо выйти из программы, нажав кнопку "EXIT".