JPH06168799A - Timing control device - Google Patents

Timing control device

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JPH06168799A
JPH06168799A JP34110092A JP34110092A JPH06168799A JP H06168799 A JPH06168799 A JP H06168799A JP 34110092 A JP34110092 A JP 34110092A JP 34110092 A JP34110092 A JP 34110092A JP H06168799 A JPH06168799 A JP H06168799A
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timing
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signal
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Tetsuya Nakanishi
哲也 中西
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To realize low cost through simplification of a device, and reduce influence of an electrical noise by causing a timing pulse of a signal to a charged particle accelerator to be outputted on the basis of a trigger pulse. CONSTITUTION:Each type of pulse equipment of an accelerator for accelerating a charged particle is supplied with a signal from a pulse power supply 40. In addition, the timing of output from the power supply 40 is determined by a delay signal generated in a timing pulse generator 37 having a plurality of output channels, on the basis of the prescribed cycle of a trigger pulse outputted from a reference signal generator 36 under control by a computer 41. This timing pulse, after finely tuned with a delay circuit 38, is fed to the power supply 40 via an insulating amplifier 39. According to this construction, a device can be substantially simplified, compared with the constitution of a device requiring the number of subtraction counters corresponding to the number of pulse equipment. As a result, low cost can be realized, and the influence of an electrical noise can be reduced. In this case, a trigger pulse may be synchronized with the frequency of a commercial AC power supply line.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、荷電粒子を高エネル
ギーに加速する粒子加速器にて、ライナックやデフレク
タ電磁石などの各種パルス機器への信号のタイミングを
制御するタイミング制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a timing controller for controlling the timing of signals to various pulse devices such as linacs and deflector electromagnets in a particle accelerator that accelerates charged particles to high energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、例えば特開昭64−4839
6号公報に示された従来のタイミング制御装置を示すブ
ロック図であり、図12はそのタイミング制御装置が適
用される粒子加速器の一例を示す平面図である。図12
において、1は所定の運動エネルギーを持った荷電粒子
のビーム、例えば電子ビームを出力するパルス機器とし
ての線形加速器(以下、ライナックという)であり、2
はこのライナック1より出力された電子ビームを加速す
る加速リングとしてのシンクロトロン、3はシンクロト
ロン2にて加速された電子ビームを蓄積する蓄積リング
としてのシンクロトロン放射光(以下、SRという)リ
ングである。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows, for example, JP-A-64-4839.
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional timing control device shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-74, and FIG. 12 is a plan view showing an example of a particle accelerator to which the timing control device is applied. 12
In the above, 1 is a linear accelerator (hereinafter referred to as linac) as a pulse device that outputs a beam of charged particles having a predetermined kinetic energy, for example, an electron beam, and 2
Is a synchrotron as an accelerating ring for accelerating the electron beam output from the linac 1, and 3 is a synchrotron radiation (hereinafter referred to as SR) ring as a storage ring for accumulating the electron beam accelerated by the synchrotron 2. Is.

【0003】前記シンクロトロン2内において、10は
ライナック1からの電子ビームを電界で偏向して入射す
るパルス機器としてのインフレクタであり、11は入射
された電子ビームをリング内に周回させるため、磁界で
偏向する偏向電磁石である。12はリング内を周回する
電子ビームを加速する高周波加速空洞であり、13は加
速された電子ビームを取り出すためのパルス機器として
のデフレクタ電磁石、14はこのデフレクタ電磁石13
とともに、加速された電子ビームの出射に用いられるパ
ルス機器としてのキッカー電磁石である。
In the synchrotron 2, 10 is an inflector as a pulse device for deflecting and injecting an electron beam from the linac 1 with an electric field, and 11 is for circulating the incident electron beam in a ring. It is a bending electromagnet that deflects with a magnetic field. Reference numeral 12 is a high-frequency accelerating cavity for accelerating an electron beam circulating in the ring, 13 is a deflector electromagnet as a pulse device for taking out the accelerated electron beam, and 14 is this deflector electromagnet 13.
In addition, it is a kicker electromagnet as a pulse device used for emitting an accelerated electron beam.

【0004】前記SRリング3内において、11は前記
偏向電磁石であり、15はシンクロトロン2より出射さ
れた高エネルギーに加速された電子ビームを入射するた
めのパルス機器としてのSRインフレクタである。16
は蓄積している電子ビームが放射損失によって失ったエ
ネルギーを補給するため、その電子ビームを加速する高
周波加速空洞であり、17は電子ビーム入射時に入射軌
道を作るためのパルス機器としてのパータベータ電磁石
である。
In the SR ring 3, 11 is the deflecting electromagnet, and 15 is an SR inflector as a pulse device for injecting the accelerated electron beam emitted from the synchrotron 2 to high energy. 16
Is a high-frequency accelerating cavity for accelerating the accumulated electron beam to replenish the energy lost due to radiation loss, and 17 is a pertabeta electromagnet as a pulse device for making an incident orbit when the electron beam is incident. is there.

【0005】また、図11において、18は前記偏向電
磁石11と全く同じ構造を有してそれらと直列に接続さ
れた磁場測定用偏向電磁石であり、19はこの磁場測定
用偏向電磁石に接続された偏向電磁石電源である。20
はこの磁場測定用偏向電磁石18の発生する磁場を検出
する検出コイルであり、21はこの検出コイル20から
の検出信号に基づいてマスタパルスPを生成する磁場検
出装置である。22はクロックCを発生するクロック発
振器であり、23はマスタパルスPの立ち上がり
(“L”から“H”に変化した所)を検出してクロック
Cと論理積をとるD型フリップフロップ、24はこのD
型フリップフロップ23の出力とマスタパルスPの論理
積をとるアンド回路である。
In FIG. 11, reference numeral 18 denotes a magnetic field measuring deflecting electromagnet which has exactly the same structure as the deflecting electromagnet 11 and is connected in series with them, and 19 is connected to the magnetic field measuring deflecting electromagnet. It is a bending electromagnet power supply. 20
Is a detection coil for detecting the magnetic field generated by the deflection electromagnet 18 for measuring the magnetic field, and 21 is a magnetic field detection device for generating the master pulse P based on the detection signal from the detection coil 20. Reference numeral 22 is a clock oscillator that generates a clock C, 23 is a D-type flip-flop that detects the rising edge of the master pulse P (where it changes from "L" to "H"), and ANDs with the clock C, and 24 is This D
It is an AND circuit that takes the logical product of the output of the type flip-flop 23 and the master pulse P.

【0006】251 〜254 はアンド回路24の出力信
号を分配して同期クロックC1 〜C4 を生成するドライ
バであり、261 〜264 はドライバ251 〜254
らの同期クロックC1 〜C4 を受ける度にその計数値を
順次減らしてゆき、計数値がゼロになると出力信号を発
生する減算カウンタである。271 〜274 はこれら各
減算カウンタ261 〜264 の出力を遅延させる遅延回
路であり、281 〜284 は各遅延回路271 〜274
の出力信号に基づいてデフレクタ電磁石13、キッカー
電磁石14、SRインフレクタ15、パータベータ電磁
石17などのパルス機器を作動させるパルサである。
25 1 to 25 4 are drivers for distributing the output signals of the AND circuit 24 to generate the synchronous clocks C 1 to C 4 , and 26 1 to 26 4 are synchronous clocks C from the drivers 25 1 to 25 4. It is a subtraction counter that sequentially decreases the count value each time it receives 1 to C 4 and generates an output signal when the count value becomes zero. 27 1 to 27 4 are delay circuits for delaying the outputs of the subtraction counters 26 1 to 26 4 , and 28 1 to 28 4 are delay circuits 27 1 to 27 4 respectively.
It is a pulsar that operates pulse devices such as the deflector electromagnet 13, the kicker electromagnet 14, the SR inflector 15, the pertabeta electromagnet 17, and the like based on the output signal of.

【0007】次に動作について説明する。ライナック1
は所定の運動エネルギーを持つ電子ビームを出力する。
このライナック1より出力された電子ビームはインフレ
クタ10によって静電偏向を受け、シンクロトロン2内
に入射される。シンクロトロン2内には偏向電磁石11
が図の斜線部位に複数個配置されており、これによって
ライナック1から入射した電子ビームを偏向させてリン
グ内を周回させる。従って、電子ビームはこの偏向電磁
石11が発生する磁場によって所定の軌道内におさまる
ように制御される。
Next, the operation will be described. Linac 1
Outputs an electron beam having a predetermined kinetic energy.
The electron beam output from the linac 1 is electrostatically deflected by the inflector 10 and enters the synchrotron 2. A deflection electromagnet 11 is provided in the synchrotron 2.
Are arranged in the shaded area in the figure, whereby the electron beam incident from the linac 1 is deflected to orbit the inside of the ring. Therefore, the electron beam is controlled so as to be within a predetermined orbit by the magnetic field generated by the deflection electromagnet 11.

【0008】周回する電子ビームは高周波加速空洞12
を通過するときに加速される。高エネルギーに加速され
た電子ビームは偏向電磁石11を通過する際にシンクロ
トロン放射光(SR)を放出し、エネルギーを失うため
に、その損失エネルギーも補正するように加速される。
また、この高周波加速空洞12により入射ビームはバン
チされて、周回軌道上に電子密度の高い部分と低い部分
とを生成する。勿論、電子ビームのエネルギーの増加と
ともに偏向電磁石11の磁場強度も増加させる(正確に
は、電子ビームは偏向電磁石40の磁場強度に合ったエ
ネルギーになるように加速される)。
The orbiting electron beam is a high frequency acceleration cavity 12
Will be accelerated when passing through. The electron beam accelerated to a high energy emits synchrotron radiation (SR) when passing through the deflecting electromagnet 11 and loses energy. Therefore, the electron beam is accelerated to correct the energy loss.
Further, the incident beam is bunched by the high-frequency acceleration cavity 12 to generate a high electron density portion and a low electron density portion on the orbit. Of course, as the energy of the electron beam increases, the magnetic field strength of the deflection electromagnet 11 also increases (accurately, the electron beam is accelerated so as to have energy matching the magnetic field strength of the deflection electromagnet 40).

【0009】所定のエネルギーに到達した電子ビームは
キッカー電磁石14とデフレクタ電磁石13の発生する
磁場により、シンクロトロン2内の周回軌道から外れて
シンクロトロン2から取り出される。ここで取り出され
た電子ビームはSRリング3に到達して、内部にあるS
Rインフレクタ15とパータベータ電磁石17の発生す
る磁場によってSRリング3内の周回軌道に入る。この
時、SRリング3内には、前述したシンクロトロン2の
場合と同様に偏向電磁石11が複数個適正に配置されて
おり、入射された電子ビームの持つエネルギー相当の磁
場を事前に発生させる。電子ビームはこの磁場により所
定の周回軌道内におさまるように制御される。
The electron beam having reached a predetermined energy is taken out of the synchrotron 2 out of the orbit in the synchrotron 2 by the magnetic field generated by the kicker electromagnet 14 and the deflector electromagnet 13. The electron beam extracted here reaches the SR ring 3 and S
The magnetic field generated by the R inflector 15 and the perturbator electromagnet 17 enters the orbit in the SR ring 3. At this time, as in the case of the synchrotron 2 described above, a plurality of deflection electromagnets 11 are properly arranged in the SR ring 3, and a magnetic field corresponding to the energy of the incident electron beam is generated in advance. The electron beam is controlled by this magnetic field so as to be within a predetermined orbit.

【0010】SRリング3内の高周波加速空洞16はシ
ンクロトロン2内の高周波加速空洞12と同様な電子ビ
ームの加速装置であり、電子ビームを一定のエネルギー
に保つよう制御する。要するに、SRリング3内に蓄積
された電子ビームのSRの放出によるエネルギー損失を
補う。
The high-frequency acceleration cavity 16 in the SR ring 3 is an electron beam accelerator similar to the high-frequency acceleration cavity 12 in the synchrotron 2, and controls the electron beam to keep a constant energy. In short, the energy loss due to the emission of SR of the electron beam accumulated in the SR ring 3 is compensated.

【0011】このようにシンクロトロンによる粒子加速
器においては、ビームの出射および入射等のために種々
のパルス電磁石等を使用する。これらのパルス機器は、
与えられるパルス信号のタイミングが各々異なり、その
最適化は一般にはビーム試験を通して行われる。従っ
て、全てのパルス機器へのトリガパルスは、そのタイミ
ングが調整できるようになっている必要がある。このタ
イミング制御の中で最も高速・高精度が要求されるの
は、シンクロトロン2からSRリング3へ電子ビームを
入射させる時である。SRリング3では所定のエネルギ
ーに相当する磁場に偏向電磁石11が設定されているた
め、シンクロトロン2では正確にそのエネルギーで電子
ビームを出射しなければならない。そのため、シンクロ
トロン2の時間的に変化する偏向電磁石11の磁場強度
を正確に測定し、所定の磁場強度になった時に電子ビー
ムを出射しなければならない。
As described above, in the particle accelerator using the synchrotron, various pulse electromagnets and the like are used for emitting and injecting the beam. These pulse devices are
The timing of the applied pulse signal is different, and the optimization is generally performed through a beam test. Therefore, it is necessary that the timing of the trigger pulse for all pulse devices can be adjusted. In this timing control, the highest speed / highest accuracy is required when the electron beam is made incident on the SR ring 3 from the synchrotron 2. Since the deflection electromagnet 11 is set to a magnetic field corresponding to a predetermined energy in the SR ring 3, the synchrotron 2 must accurately emit an electron beam with that energy. Therefore, it is necessary to accurately measure the magnetic field strength of the deflection electromagnet 11 of the synchrotron 2 which changes with time and emit the electron beam when the predetermined magnetic field strength is reached.

【0012】偏向電磁石11の各コイルは直列に接続さ
れており、偏向電磁石電源19により所定の通電パター
ンで通電される。この偏向電磁石11で発生する磁極の
中心磁場は、電子ビームの周回軌道内であるため直接的
には検出できない。そこで、実際の粒子加速器では、偏
向電磁石11と全く同一の構造を持つ磁場測定用偏向電
磁石18を直列に加え、検出コイル20によって偏向電
磁石11の中心磁場の代わりにその磁場測定用偏向電磁
石18の中心磁場の時間変化を電圧信号として検出して
いる。この検出コイル20の検出した電圧信号を磁場検
出装置21が積分することによって偏向電磁石11の発
生磁場を検出し、さらにこれによって得られた発生磁場
が事前に設定してある所定値に到達した時点で磁場検出
装置21はマスタパルスPを出力する。このマスタパル
スPをD型フリップフロップ23に入力し、さらにクロ
ック発振器22からの20ns周期のクロックCをこの
D型フリップフロップ23に入力する。
The coils of the deflection electromagnet 11 are connected in series and are energized by the deflection electromagnet power source 19 in a predetermined energization pattern. The central magnetic field of the magnetic poles generated by the deflection electromagnet 11 cannot be directly detected because it is in the orbit of the electron beam. Therefore, in an actual particle accelerator, a magnetic field measuring deflecting electromagnet 18 having exactly the same structure as the deflecting electromagnet 11 is added in series, and instead of the central magnetic field of the deflecting electromagnet 11 by the detection coil 20, the magnetic field measuring deflecting electromagnet 18 is replaced. The time change of the central magnetic field is detected as a voltage signal. When the magnetic field detection device 21 integrates the voltage signal detected by the detection coil 20 to detect the magnetic field generated by the bending electromagnet 11, and when the generated magnetic field thus obtained reaches a preset predetermined value. Then, the magnetic field detection device 21 outputs the master pulse P. The master pulse P is input to the D-type flip-flop 23, and the clock C having a 20 ns cycle from the clock oscillator 22 is input to the D-type flip-flop 23.

【0013】D型フリップフロップ23はマスタパルス
Pの立ち上がりを検出してクロックCとの論理積を取
り、これをアンド回路24に出力する。アンド回路24
はこのD型フリップフロップ23からの入力とマスタパ
ルスPとの論理積を取り、それを所定数分岐してドライ
バ251 〜254 に入力する。ドライバ251 〜254
はそれを同期クロックC1 〜C4 として減算カウンタ2
1 〜264 に出力し、減算カウンタ261 〜264
この同期クロックC1 〜C4 を受けて計数値の減算を開
始する。このように、各減算カウンタ261 〜264
は同時に同期クロックC2,C3,C4,C5が入力さ
れるので、それぞれが1クロック毎に計数値を減算して
ゆき、計数値の減算が終了してゼロになった時点で、各
減算カウンタ261 〜264 は出力を遅延回路271
274 に出力する。
The D-type flip-flop 23 detects the rising edge of the master pulse P, calculates a logical product with the clock C, and outputs the logical product to the AND circuit 24. AND circuit 24
Takes the logical product of the input from the D-type flip-flop 23 and the master pulse P, branches it by a predetermined number, and inputs it to the drivers 25 1 to 25 4 . Driver 25 1 to 25 4
Uses it as the synchronization clocks C 1 to C 4 for the subtraction counter 2
Outputs 6 1-26 4, the subtraction counter 26 1-26 4 starts subtraction of the count value by receiving the synchronization clock C 1 -C 4. In this way, since the synchronous clocks C2, C3, C4, and C5 are simultaneously input to the subtraction counters 26 1 to 26 4 , each subtracts the count value every clock, and the subtraction of the count value is completed. And becomes zero, each of the subtraction counters 26 1 to 26 4 outputs the delay circuit 27 1 to
Output to 27 4 .

【0014】ここで、この遅延回路271 〜274 は前
述したクロックCの少なくとも1周期の時間だけ、例え
ば1ns毎に遅延時間が設定できるものを使用する。こ
れによりクロックCの1周期以内の微妙な遅延調整が行
える。この遅延調整が行われた信号をパルサ281 〜2
4 へ出力し、所定の信号に変換した後、それぞれキッ
カー電磁石14、デフレクタ電磁石13、SRインフレ
クタ15、およびパータベータ電磁石17等のパルス機
器へ送ってそれらを動作させる。
[0014] Here, the delay circuit 27 1 to 27 4 by a time of at least one cycle of the clock C as described above, to use a settable delay time, for example, every 1 ns. As a result, a fine delay adjustment within one cycle of the clock C can be performed. A signal delay adjustment is performed pulser 28 21 to
Outputs to 8 4, after converting into a predetermined signal, each kicker magnet 14, sent to the deflector electromagnets 13, SR inflector 15, and perturbator electromagnet 17 such as a pulse equipment operating them.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来のタイミング制御
装置は以上のように構成されているので、減算カウンタ
261 〜264 がパルス機器の台数分必要になるばかり
か、パルサ281 〜284 からのパルスが直接パルス機
器に伝送されるために、ノイズの影響を受け易く、また
偏向電磁石11の他に磁場測定用偏向電磁石18を余分
に設けてそこで時間的に変化する磁場を測定し、所定の
磁場に達したらマスタパルスを発生させる方式であるた
め装置構成が複雑となってコスト高を招くなどの問題点
があった。
Since the conventional timing control device is constructed as described above, not only the subtraction counters 26 1 to 26 4 are required for the number of pulse devices but also the pulsers 28 1 to 28 4 are required. Since the pulse from is directly transmitted to the pulse device, it is easily affected by noise, and in addition to the deflection electromagnet 11, an additional deflection electromagnet 18 for magnetic field measurement is provided to measure a magnetic field that changes with time, Since a master pulse is generated when a predetermined magnetic field is reached, there is a problem that the device configuration becomes complicated and the cost increases.

【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、より簡潔な装置構成でノイズの
影響を受けにくいタイミング制御装置を得ることを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a timing control device which is less susceptible to noise with a simpler device configuration.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係るタイミング制御装置は、あらかじめ決められた周期
のトリガパルスに基づいて、複数の出力チャンネルより
あらかじめ設定された時間遅れでパルス信号を出力する
タイミングパルス発生器を、前記パルス信号のタイミン
グ微調整用の遅延回路の入力側に設け、その遅延回路と
パルス機器との間を絶縁手段にて電気的に絶縁したもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a timing control device which outputs a pulse signal from a plurality of output channels with a preset time delay based on a trigger pulse having a predetermined cycle. The output timing pulse generator is provided on the input side of the delay circuit for finely adjusting the timing of the pulse signal, and the delay circuit and the pulse device are electrically insulated by an insulating means.

【0018】また、請求項2に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、商用交流ラインの周波数に同期して、
タイミングパルス発生器へのトリガパルスを発生させる
基準信号発生器を設けたものである。
The timing control device according to the invention described in claim 2 is synchronized with the frequency of the commercial AC line,
A reference signal generator for generating a trigger pulse to the timing pulse generator is provided.

【0019】また、請求項3に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、タイミングパルス発生器の1つの出力
チャンネルから出力されたパルス信号を、いくつかのパ
ルス機器で共用するものである。
Further, in the timing control device according to the invention as defined in claim 3, the pulse signal output from one output channel of the timing pulse generator is shared by several pulse devices.

【0020】また、請求項4に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、高周波電源や偏向電磁石電源等の交流
電源に送る電源出力パターンをメモリ装置にあらかじめ
書き込んでおき、交流電源タイミングコントローラがタ
イミングパルス発生器からのパルス信号に基づいて発生
する出力クロックによってそれを順次吐き出させるとと
もに、タイミングパルス発生器に、交流電源タイミング
コントローラへのパルス信号を基準に、各遅延回路への
パルス信号のタイミングを決定する機能を持たせたもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the timing control device, a power supply output pattern to be sent to an AC power supply such as a high frequency power supply and a bending electromagnet power supply is written in a memory device in advance, and the AC power supply timing controller causes a timing pulse The output clock generated based on the pulse signal from the generator is sequentially discharged, and the timing pulse generator determines the timing of the pulse signal to each delay circuit based on the pulse signal to the AC power supply timing controller. It has a function to do.

【0021】また、請求項5に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、交流電源タイミングコントローラを、
出力クロックの発生をタイミングパルス発生器からのパ
ルス信号で開始し、ボロー信号で停止するクロック回路
と、クロック回路の発生する出力クロックが所定数に達
するとボロー信号をクロック回路に送るパルス数設定回
路とで構成したものである。
The timing control device according to a fifth aspect of the present invention includes an AC power supply timing controller,
A clock circuit that starts the output clock generation with the pulse signal from the timing pulse generator and stops with the borrow signal, and a pulse number setting circuit that sends the borrow signal to the clock circuit when the output clock generated by the clock circuit reaches a predetermined number. It is composed of and.

【0022】また、請求項6に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、交流電源タイミングコントローラを、
タイミングパルス発生器からのパルス信号受信から所定
の時間幅だけゲート信号を発生するゲート回路と、その
ゲート信号の時間幅だけ出力クロックを連続的に発生す
るクロック回路とで構成したものである。
A timing control device according to a sixth aspect of the present invention includes an AC power supply timing controller,
It is composed of a gate circuit that generates a gate signal for a predetermined time width upon reception of a pulse signal from a timing pulse generator, and a clock circuit that continuously generates an output clock for the time width of the gate signal.

【0023】また、請求項7に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、ビーム電流が基準値を越えた場合にク
ロック回路からの出力クロックの出力を停止させる機能
を交流電源タイミングコントローラに持たせたものであ
る。
In the timing control device according to the present invention, the AC power supply timing controller has a function of stopping the output of the output clock from the clock circuit when the beam current exceeds the reference value. It is a thing.

【0024】また、請求項8に記載の発明に係るタイミ
ング制御装置は、タイミングパルス発生器のキッカー電
源へのパルス信号が出力される出力チャンネルに、当該
パルス信号を荷電粒子加速用の高周波電圧の位相と同期
させる同期回路を接続したものである。
Further, in the timing control device according to the invention described in claim 8, the pulse signal is supplied to the output channel from which the pulse signal to the kicker power source of the timing pulse generator is output as a high frequency voltage for accelerating the charged particles. A synchronizing circuit is connected to synchronize the phase.

【0025】[0025]

【作用】請求項1に記載の発明におけるタイミングパル
ス発生器は、所定の周期で送られてくるトリガパルスに
基づいて、複数の出力チャンネルより、あらかじめ定め
られた時間遅れでパルス信号を順次出力することによ
り、装置構成の大幅な簡略化をはかり、また絶縁手段は
当該パルス信号のタイミング微調整用の遅延回路とパル
ス機器との間を電気的に絶縁することにより、電気的な
ノイズの影響を受けにくくする。
In the timing pulse generator according to the present invention, the pulse signals are sequentially output from the plurality of output channels with a predetermined time delay based on the trigger pulse sent in a predetermined cycle. This greatly simplifies the device configuration, and the insulating means electrically insulates the delay circuit for fine adjustment of the timing of the pulse signal from the pulse device, thereby reducing the influence of electrical noise. Make it hard to receive.

【0026】また、請求項2に記載の発明における基準
信号発生器は、タイミングパルス発生器へのトリガパル
スを商用交流ラインの周波数に同期させることにより、
パルス電源の安定度を高いものにする。
Further, the reference signal generator in the invention described in claim 2 synchronizes the trigger pulse to the timing pulse generator with the frequency of the commercial AC line,
Increase the stability of the pulse power supply.

【0027】また、請求項3に記載の発明におけるタイ
ミングパルス発生器は、1つの出力チャンネルから出力
されたパルス信号をいくつかのパルス機器で共用させる
ことにより、装置構成を簡略化する。
The timing pulse generator according to the third aspect of the present invention simplifies the device configuration by sharing the pulse signal output from one output channel with several pulse devices.

【0028】また、請求項4に記載の発明におけるタイ
ミングパルス発生器は、あらかじめメモリ装置に書き込
んでおいた交流電源への電源出力パターンを、順次吐き
出させるための出力クロックを発生している交流電源タ
イミングコントローラに、その基準となるパルス信号を
送出するとともに、当該パルス信号に基づいて各遅延回
路へのパルス信号のタイミングを決定する。
Further, the timing pulse generator in the invention described in claim 4 is an AC power supply which generates an output clock for sequentially discharging the power supply output pattern to the AC power supply written in the memory device in advance. The reference pulse signal is sent to the timing controller, and the timing of the pulse signal to each delay circuit is determined based on the pulse signal.

【0029】また、請求項5に記載の発明における交流
電源タイミングコントローラは、タイミングパルス発生
器からのパルス信号を受けてクロック回路による出力ク
ロックの出力を開始させ、このクロック回路の出力する
出力クロックが所定数に達した時にパルス数設定回路よ
り出力されるボロー信号で出力クロックの出力を停止さ
せることにより、メモリ装置から電源出力パターンを吐
き出させるための出力クロックを生成する。
In the AC power supply timing controller according to the invention described in claim 5, the pulse signal from the timing pulse generator is received to start the output of the output clock by the clock circuit, and the output clock output from the clock circuit is When the predetermined number is reached, the output of the output clock is stopped by the borrow signal output from the pulse number setting circuit, thereby generating the output clock for discharging the power supply output pattern from the memory device.

【0030】また、請求項6に記載の発明における交流
電源タイミングコントローラは、タイミングパルス発生
器からのパルス信号受信から所定の時間だけゲート回路
が発生するゲート信号の時間幅の間、クロック回路より
出力クロックを出力させることにより、メモリ装置から
電源出力パターンを吐き出させるための出力クロックを
生成する。
According to the sixth aspect of the invention, the AC power supply timing controller outputs from the clock circuit during the time width of the gate signal generated by the gate circuit for a predetermined time after the pulse signal is received from the timing pulse generator. By outputting the clock, an output clock for discharging the power supply output pattern from the memory device is generated.

【0031】また、請求項7に記載の発明における交流
電源タイミングコントローラは、ビーム電流と基準値と
を比較して、ビーム電流が基準値を越えた場合にクロッ
ク回路からの出力クロックの発生を停止させることによ
り、加速リングと蓄積リングを同一リングで共用可能と
する。
According to the seventh aspect of the invention, the AC power supply timing controller compares the beam current with the reference value, and stops the generation of the output clock from the clock circuit when the beam current exceeds the reference value. By doing so, the acceleration ring and the storage ring can be shared by the same ring.

【0032】また、請求項8に記載の発明における同期
回路は、タイミングパルス発生器よりキッカー電源へ送
られるパルス信号を、ビーム加速のための高周波電圧の
位相と同期させることにより、取り出されるバンチ数を
一定にして動作を安定なものとする。
According to the eighth aspect of the present invention, the synchronizing circuit synchronizes the pulse signal sent from the timing pulse generator to the kicker power source with the phase of the high-frequency voltage for beam acceleration, thereby extracting the number of bunches. To make the operation stable.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による一般的はタイミ
ング制御装置を示すブロック図であり、図2はこの発明
のタイミング制御装置が使用される粒子加速器の一例を
示す平面図である。この図2において、1はライナッ
ク、2は加速リングとしてのシンクロトロン、3は蓄積
リングとしてのSRリング、10はインフレクタ、11
は偏向電磁石、12は高周波加速空洞、13はデフレク
タ電磁石、14はキッカー電磁石、15はSRインフレ
クタ、16は高周波加速空洞であり、図12に同一符号
を付した従来のそれらと同一あるいは相当部分であるた
め詳細な説明は省略する。
Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a general timing control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an example of a particle accelerator in which the timing control device of the present invention is used. In FIG. 2, 1 is a linac, 2 is a synchrotron as an acceleration ring, 3 is an SR ring as a storage ring, 10 is an inflector, 11
Is a deflecting electromagnet, 12 is a high frequency accelerating cavity, 13 is a deflector electromagnet, 14 is a kicker electromagnet, 15 is an SR inflector, and 16 is a high frequency accelerating cavity. Therefore, detailed description will be omitted.

【0034】30〜32はインフレクタ10とともに、
ライナック1からの荷電粒子ビーム、例えば電子ビーム
の入射に用いられるパルス機器としてのパータベータ電
磁石である。33および34はシンクロトロン2内を周
回する電子ビームを集束させるための四極電磁石であ
り、上下方向と左右方向の両方向に集束力を持たせるた
めに、極性の異なる2種類の四極電磁石(以下、QF3
3およびQD34という)が偏向電磁石11とともに6
周期構造で配置されている。35はSRインフレクタ1
5とともにシンクロトロン2で高エネルギーに加速され
た電子ビームの入射に用いられる、パルス機器としての
SRキッカー電磁石である。なお、このようなライナッ
ク1、シンクロトロン2、およびSRリング3にて構成
される粒子加速器はSR装置と呼ばれている。
30 to 32, together with the inflector 10,
A pertabeta electromagnet as a pulse device used for injection of a charged particle beam from the linac 1, for example, an electron beam. Numerals 33 and 34 are quadrupole electromagnets for focusing the electron beam circulating in the synchrotron 2, and two quadrupole electromagnets of different polarities (hereinafter, QF3
3 and QD34) together with the bending magnet 11
They are arranged in a periodic structure. 35 is the SR inflector 1
5 is an SR kicker electromagnet as a pulse device used for injection of an electron beam accelerated with high energy by the synchrotron 2 together with 5. A particle accelerator composed of such a linac 1, a synchrotron 2, and an SR ring 3 is called an SR device.

【0035】また、図1において、36はあらかじめ決
められた周期でトリガパルスを発生させる基準信号発生
器であり、37は複数の出力チャンネルを備え、この基
準信号発生器36から送られてくるトリガパルスを受け
て、各出力チャンネルよりあらかじめ決められた時間間
隔で順次パルス信号を出力するタイミングパルス発生器
である。38はこのタイミングパルス発生器37の各出
力チャンネルより出力されるパルス信号のタイミングを
微調整するための遅延回路であり、39は各遅延回路3
8に接続されて入力側と出力側とを電気的に絶縁する絶
縁手段としての絶縁アンプである。40は各絶縁アンプ
39を介して各遅延回路38に接続された、キッカー電
磁石等の各種パルス機器のためのパルス電源であり、4
1は前記タイミングパルス発生器37を制御する制御手
段としての計算機である。
Further, in FIG. 1, reference numeral 36 is a reference signal generator for generating a trigger pulse at a predetermined cycle, and 37 is provided with a plurality of output channels, and a trigger sent from the reference signal generator 36. It is a timing pulse generator that receives a pulse and sequentially outputs a pulse signal from each output channel at a predetermined time interval. 38 is a delay circuit for finely adjusting the timing of the pulse signal output from each output channel of the timing pulse generator 37, and 39 is each delay circuit 3
8 is an isolation amplifier which is connected to 8 and electrically insulates the input side and the output side from each other. Reference numeral 40 denotes a pulse power source for various pulse devices such as a kicker electromagnet, which is connected to each delay circuit 38 via each isolation amplifier 39.
Reference numeral 1 is a computer as a control means for controlling the timing pulse generator 37.

【0036】また、図3は図1に示した一般的なタイミ
ング制御装置を図2に示す粒子加速器に適用した、具体
的な実施例を示すブロック図であり、対応する部分には
図1と同等の符号を付してその説明を省略する。図にお
いて、42はタイミングパルス発生器37の出力チャン
ネルの1つから出力されるパルス信号に基づいて出力ク
ロックを生成する交流電源タイミングコントローラであ
る。43は後述する各種交流電源に送る電源出力パター
ンがあらかじめ書き込まれており、交流電源タイミング
コントローラ42からの出力クロックに従ってその電源
出力パターンを順番に吐き出してゆくメモリ装置であ
る。441 〜444 が前述の交流電源であり、441
高周波加速空洞12,16に送られる高周波電源、44
2 は偏向電磁石11に送られる偏向電磁石電源、443
はQF33に送られるQF電源、444 はQD34に送
られるQD電源である。なお、これらの各交流電源44
1 〜444 はパルス電源と呼んでも同じである。
FIG. 3 is a block diagram showing a concrete example in which the general timing control device shown in FIG. 1 is applied to the particle accelerator shown in FIG. The same reference numerals are given and the description thereof is omitted. In the figure, reference numeral 42 is an AC power supply timing controller that generates an output clock based on a pulse signal output from one of the output channels of the timing pulse generator 37. Reference numeral 43 denotes a memory device in which power supply output patterns to be sent to various AC power supplies to be described later are written in advance, and the power supply output patterns are sequentially discharged in accordance with the output clock from the AC power supply timing controller 42. 44 1 to 44 4 are the above-mentioned AC power source, 44 1 is a high frequency power source sent to the high frequency acceleration cavities 12 and 16, and 44
2 is a deflection electromagnet power source sent to the deflection electromagnet 11, 44 3
Is a QF power source sent to the QF 33, and 44 4 is a QD power source sent to the QD 34. In addition, each of these AC power sources 44
1-44 4 is the same be referred to as a pulsed power supply.

【0037】なお、符号401 〜409 を付した各パル
ス電源はそれぞれ、401 がライナック1に送られるラ
イナック電源、402 はインフレクタ10に送られるイ
ンフレクタ電源、403 〜405 は各パータベータ電磁
石30〜32のそれぞれに送られるパータベータ電源、
406 はデフレクタ電磁石13に送られるデフレクタ電
源、407 はSRインフレクタ15に送られるSRイン
フレクタ電源、408はキッカー電磁石14に送られる
キッカー電源、409 はSRキッカー電磁石36に送ら
れるSRキッカー電源である。これらの各パルス電源4
1 〜409 に絶縁アンプ39を介して接続されている
各遅延回路には、それぞれ対応したサフィックスを付し
た符号381 〜389 を付けている。また、45はメモ
リ装置43に電源出力パターンを書き込む計算機であ
り、交流電源タイミングコントローラ42とメモリ装置
43の間も絶縁アンプ39によって電気的に絶縁されて
いる。
[0037] Incidentally, each of the pulse power with numeral 40 1-40 9 linac power 40 1 is sent to the linac 1, 40 2 inflector power sent to the inflector 10, 40 3-40 5 A pertabeta power source sent to each of the pertabeta electromagnets 30-32.
40 6 is a deflector power supply sent to the deflector electromagnet 13, 40 7 is an SR inflector power supply sent to the SR inflector 15, 40 8 is a kicker power supply sent to the kicker electromagnet 14, 40 9 is SR sent to the SR kicker electromagnet 36 It is a kicker power supply. Each of these pulse power supplies 4
The respective delay circuits connected to 0 1 to 40 9 via the isolation amplifier 39 are denoted by reference numerals 38 1 to 38 9 with corresponding suffixes. Further, reference numeral 45 is a computer for writing the power output pattern in the memory device 43, and the AC power supply timing controller 42 and the memory device 43 are also electrically insulated by the isolation amplifier 39.

【0038】次に動作について説明する。図2に示すS
R装置は、電子をライナック1とシンクロトロン2を使
って高エネルギーに加速して、SRリング3に蓄積し、
高エネルギー電子ビームから得られるシンクロトロン放
射光(SR)を供給するものである。SRは物質解析や
半導体リソグラフィ等に利用される。ライナック1およ
びシンクロトロン2は2Hzの繰り返しで運転される。
SRリング3へ2Hzの周期で電子ビームの入射を行
い、十分に電子ビームが蓄積された時点でライナック1
とシンクロトロン2の運転を停止する。SRリング3に
蓄積された電子ビームは、残留ガスとの衝突等によって
徐々にエネルギーが失われてゆくため、電子ビームの強
度がある値まで減少すると再度ライナック1とシンクロ
トロン2を運転して、電子ビームの入射を再開する。
Next, the operation will be described. S shown in FIG.
The R device accelerates electrons to high energy using the linac 1 and the synchrotron 2 and accumulates them in the SR ring 3,
It supplies synchrotron radiation (SR) obtained from a high energy electron beam. SR is used for material analysis and semiconductor lithography. The linac 1 and the synchrotron 2 are operated at a repetition rate of 2 Hz.
The electron beam is injected into the SR ring 3 at a frequency of 2 Hz, and when the electron beam is sufficiently accumulated, the linac 1
And the operation of synchrotron 2 is stopped. Since the electron beam accumulated in the SR ring 3 gradually loses energy due to collision with residual gas, when the intensity of the electron beam decreases to a certain value, the linac 1 and the synchrotron 2 are operated again, The electron beam injection is restarted.

【0039】ライナック1はライナック電源401 から
マイクロ波を供給され、そのマイクロ波で電子を20M
eVまで加速するが、シンクロトロン1に入射できる時
間は2〜3μsであるゆえ、電子ビームのパルス幅も同
程度になるようにパルス運転される。
The linac 1 is supplied with microwaves from the linac power supply 40 1, and the microwaves generate electrons of 20M.
Although the electron beam is accelerated to eV, the time that can be incident on the synchrotron 1 is 2 to 3 μs. Therefore, the pulse operation is performed so that the pulse width of the electron beam is almost the same.

【0040】このライナック1から出射された電子ビー
ムはインフレクタ10を通してシンクロトロン2に入射
される。インフレクタ10は高電圧を必要とするもので
あり、放電を避けるためにインフレクタ電源402 はパ
ルス運転される。入射された電子ビームはそのままでは
インフレクタ10の電極に衝突して失われるため、3台
のパータベータ電磁石30,31,32を使って入射時
のみ磁場を発生させ、電子ビームを周回軌道に乗せる。
パータベータ電磁石30,31,32の磁場波形は正弦
半波であり、その立ち下がりを利用して電子ビームを入
射するため、そのパルス幅はビームのパルス幅の約2倍
である。これら各パータベータ電磁石30,31,32
はパータベータ電源403 ,404 ,405 によってそ
れぞれパルス運転される。また、パータベータ電磁石3
0,31,32の数は装置により異なり、1台から4台
位までが使われている。
The electron beam emitted from the linac 1 enters the synchrotron 2 through the inflector 10. The inflector 10 requires a high voltage and the inflector power supply 40 2 is pulsed to avoid discharge. The incident electron beam is lost by colliding with the electrode of the inflector 10 as it is, so that the magnetic field is generated only by the incidence of the three pertabeta electromagnets 30, 31, 32 to orbit the electron beam.
The magnetic field waveforms of the pertabeta electromagnets 30, 31, and 32 are half-sine waves, and since the electron beam is incident by using the trailing edge thereof, the pulse width thereof is about twice the pulse width of the beam. Each of these pertabeta electromagnets 30, 31, 32
Are pulse-operated by the perturbator power sources 40 3 , 40 4 , and 40 5 , respectively. Also, the pertabeta electromagnet 3
The number of 0, 31, 32 depends on the device, and 1 to 4 units are used.

【0041】入射した電子ビームは6台の偏向電磁石1
1で偏向され周回運動するが、電子ビームを安定に周回
させるためには各6台のQF33およびQD34で集束
させなければならない。これらは電気回路的には各々直
列に接続されており、従って、交流電源は偏向電磁石電
源442 、QF電源443 およびQD電源444 の3台
である。また、この周回ビームを加速するために高周波
加速空洞12が使用される。加速されることにより電子
ビームのエネルギーが変わると、電子ビームの軌道が変
わるため、ビームエネルギーに応じて偏向電磁石11と
QF33,QD34の磁場強度を変えなければならな
い。実際には、電子シンクロトロンでは磁場強度に対応
するように電子ビームは加速される。
The incident electron beam is reflected by six deflection electromagnets 1.
Although it is deflected by 1 and orbits, the electron beam must be focused by six QFs 33 and QDs 34 in order to stably orbit the electron beam. These are connected in series in an electric circuit, and therefore, the AC power supplies are three units of the bending electromagnet power supply 44 2 , the QF power supply 44 3 and the QD power supply 44 4 . A high frequency accelerating cavity 12 is used to accelerate the orbiting beam. When the energy of the electron beam changes due to the acceleration, the trajectory of the electron beam changes, so the magnetic field strengths of the deflection electromagnet 11 and the QFs 33 and QD 34 must be changed according to the beam energy. In reality, in the electron synchrotron, the electron beam is accelerated so as to correspond to the magnetic field strength.

【0042】偏向電磁石11およびQF33,QD34
の交流電源442 ,443 および444 の出力は、電子
ビームを損失なく加速するためには3台の同期を取り、
精度良く制御されねばならない。また、加速電圧もエネ
ルギーによって変えた方がビーム捕獲効率が高いため、
高周波電源441 も前記3台の交流電源442 ,44
3 ,444 と同期をとる。従って、図3に示すようにメ
モリ装置43を使って制御する。即ち、これらの交流電
源441 〜444 は、任意の参照信号を与えるとそれに
比例した電流あるいは高周波電圧を出力する。このた
め、必要な電源出力パターンが決まれば、それに必要な
1周期の参照信号パターンを約65000分割してディ
ジタル化し、計算機45を使ってあらかじめメモリ装置
43に書き込んでおく。そしてシンクロトロン運転時に
は、交流電源タイミングコントローラ42からの出力ク
ロックにより、メモリ装置43に書き込まれている電源
出力パターンを1つずつ吐き出させ、アナログ信号に変
換して参照信号として各交流電源441 〜444 に入力
する。こうすることにより、4台の交流電源441 〜4
4 は同期の取れた出力を行うことができる。実際に
は、必要な参照信号は各交流電源441 〜444 当り1
種類ではなく、電圧パターン等数種類あるため、それに
応じてメモリモジュールの数もある。
Bending electromagnet 11 and QF33, QD34
The outputs of the AC power supplies 44 2 , 44 3 and 44 4 are synchronized with each other in order to accelerate the electron beam without loss.
It must be controlled accurately. In addition, since the beam capture efficiency is higher if the accelerating voltage is changed depending on the energy,
The high-frequency power source 44 1 is also the three AC power sources 44 2 , 44
Synchronize with 3 , 44 4 . Therefore, the control is performed using the memory device 43 as shown in FIG. That is, these AC power source 44 1-44 4 outputs a current or high-frequency voltage proportional thereto Given an arbitrary reference signal. Therefore, when the required power supply output pattern is determined, the reference signal pattern of one cycle required for it is divided into about 65000 and digitized, and written in the memory device 43 in advance using the computer 45. During the synchrotron operation, the power supply output patterns written in the memory device 43 are discharged one by one by the output clock from the AC power supply timing controller 42, converted into analog signals, and the AC power supplies 44 1 to 44 1 as the reference signals. 4 44 and input. By doing so, the four AC power sources 44 1 to 4
4 4 can perform synchronized output. In practice, the required reference signal is 1 for each AC power supply 44 1 -44 4.
Since there are several types, such as voltage patterns, rather than types, the number of memory modules also varies accordingly.

【0043】ここで、交流電源タイミングコントローラ
42について説明する。図4にその概略構成を示すよう
に、この交流電源タイミングコントローラ42は任意の
クロック周期に設定できるクロック回路50と減算器で
あるパルス数設定回路51とから成っている。タイミン
グパルス発生器37からのパルス信号を受けるとクロッ
ク回路50がクロック出力を開始する。この出力クロッ
クはパルス数設定回路51にも送られ、パルス数設定回
路51では設定値の減算を開始する。パルス数設定回路
51はあらかじめ設定したパルス数を受けるとボロー信
号(パルス)を発生し、クロック回路50に入力する。
クロック回路50はこのボロー信号を受けると連続的に
出力していた出力パルスを停止する。従って、クロック
周期は、パルス数設定回路51の設定数約65000に
クロック回路50のクロック周期をかけた値が基準信号
発生器36の周期よりも小さくなるように設定する。
The AC power supply timing controller 42 will be described below. As shown in the schematic configuration of FIG. 4, the AC power supply timing controller 42 includes a clock circuit 50 that can set an arbitrary clock cycle and a pulse number setting circuit 51 that is a subtractor. When receiving the pulse signal from the timing pulse generator 37, the clock circuit 50 starts clock output. This output clock is also sent to the pulse number setting circuit 51, and the pulse number setting circuit 51 starts subtraction of the set value. When the pulse number setting circuit 51 receives a preset pulse number, it generates a borrow signal (pulse) and inputs it to the clock circuit 50.
When the clock circuit 50 receives this borrow signal, it stops the output pulse that was continuously output. Therefore, the clock cycle is set so that the value obtained by multiplying the set number of the pulse number setting circuit 51 by about 65000 by the clock cycle of the clock circuit 50 is smaller than the cycle of the reference signal generator 36.

【0044】なお、電子ビームは加速される時にバンチ
されており、その間隔は高周波加速空洞12の運転周波
数によるが、このSR装置は130MHzであるため、
7.7ns間隔で並んでいる。また、電子が一周する時
間は約115nsであるため、15個のバンチが連なっ
ていることになる。加速された電子ビームはキッカー電
磁石14とデフレクタ電磁石13を使って出射される。
デフレクタ電磁石13は狭いギャップを持つ偏向電磁石
で、そのギャップはビーム中心軌道より40mm外側に
あり、そのギャップに電子ビームが入るようにキッカー
電磁石14で蹴り出す。従って、キッカー電磁石14の
磁場波形が立ち上がり時間ゼロの矩形であれば15個全
てのバンチを取り出すことができる。しかし、実際には
立ち上がり時間は有限であり、所定の磁場強度になるま
でにキッカー電磁石14を通過したバンチは真空チェン
バー等に衝突して失われる。従って、キッカー電磁石1
4の磁場波形は非常に立ち上がりの早い高速パルス磁場
でなければならない。このSR装置では立ち上がり時間
約40nsであり、10個のパルスを取り出すことがで
きる。これに対して、デフレクタ電磁石13の磁場は周
回ビームには影響を与えないため直流磁場でよいが、非
常に大きなコイル電流が必要とされるために冷却の問題
から一般にはパルス運転されている。なお、そのパルス
幅は1〜2msであり正弦半波である。
The electron beam is bunched when it is accelerated, and its interval depends on the operating frequency of the high-frequency acceleration cavity 12, but since this SR device is 130 MHz,
They are lined up at 7.7 ns intervals. Further, since the time required for the electrons to make one round is about 115 ns, 15 bunches are connected. The accelerated electron beam is emitted using the kicker electromagnet 14 and the deflector electromagnet 13.
The deflector electromagnet 13 is a deflection electromagnet having a narrow gap, which is 40 mm outside the beam center trajectory, and is kicked out by a kicker electromagnet 14 so that the electron beam enters the gap. Therefore, if the magnetic field waveform of the kicker electromagnet 14 is a rectangle with a rise time of zero, all 15 bunches can be taken out. However, in reality, the rise time is finite, and the bunch that has passed through the kicker electromagnet 14 until reaching a predetermined magnetic field strength collides with the vacuum chamber or the like and is lost. Therefore, the kicker electromagnet 1
The magnetic field waveform of 4 must be a fast pulsed magnetic field with a very fast rise. In this SR device, the rise time is about 40 ns, and 10 pulses can be extracted. On the other hand, the magnetic field of the deflector electromagnet 13 may be a DC magnetic field because it does not affect the orbiting beam, but a pulse current is generally used because of a cooling problem because a very large coil current is required. The pulse width is 1 to 2 ms, which is a half-sine wave.

【0045】出射された電子ビームは、SRインフレク
タ15とSRキッカー電磁石35を使ってSRリング3
に入射される。SRインフレクタ15はデフレクタ電磁
石16とその構造が似ており、パルス磁場もほぼ同様で
ある。また、SRキッカー電磁石35は役割的にはシン
クロトロン2におけるパータベータ電磁石30,31,
32と同じであるが、SRリング3の周長が短いために
立ち上がりの早いパルスが要求され、またビームエネル
ギーが高いため高磁場が必要であることから、シンクロ
トロン2と同じキッカー電磁石と呼ぶ。パルス幅は数百
nsであるが、ビーム入射できるタイミング幅は数十n
sであるため、シンクロトロン2のキッカー電磁石14
のタイミングと数ns以下で調整できなければならな
い。
The emitted electron beam is transmitted through the SR inflector 15 and the SR kicker electromagnet 35 to the SR ring 3
Is incident on. The SR inflector 15 has a structure similar to that of the deflector electromagnet 16, and the pulse magnetic field is almost the same. In addition, the SR kicker electromagnet 35 has a role of the pertabeta electromagnets 30, 31, in the synchrotron 2.
It is the same as 32, but it is called the same kicker electromagnet as the synchrotron 2 because a pulse with a fast rise is required because the circumference of the SR ring 3 is short and a high magnetic field is required because the beam energy is high. The pulse width is several hundred ns, but the timing width at which the beam can be incident is several tens of n.
s, the kicker electromagnet 14 of the synchrotron 2
It must be possible to adjust with the timing and a few ns or less.

【0046】以上のように、このSR装置では多くのパ
ルス機器が使用される。これらをタイミング的に図で表
わしたのが図5である。図5(a)は偏向電磁石11の
磁場強度の変化、あるいはそれと等価なビームエネルギ
ーの変化を表わすものであり、図5(b)は入射時の、
図5(c)は出射時の時間をそれぞれ拡大して、ビーム
パルス、パルス電圧、パルス磁場の時間関係を示してい
る。
As described above, many pulse devices are used in this SR device. FIG. 5 graphically shows these. FIG. 5A shows a change in the magnetic field strength of the deflecting electromagnet 11, or a change in beam energy equivalent thereto, and FIG.
FIG. 5C shows the time relationship between the beam pulse, the pulse voltage, and the pulse magnetic field by expanding the time at the time of extraction.

【0047】ここで、偏向電磁石11の磁場波形は正確
には2Hz周期の台形波に近い波形であるが、図5
(a)に示すスケールでは三角波と考えてよい。電子ビ
ームは、強度変化のない最低磁場で入射されるか、少し
増加した点で入射される。入射効率を上げるために、図
5(b)に示すように3台のパータベータ電磁石30,
31,32は各々独立にタイミング調整する。また、ビ
ームパルスに対するタイミングも重要で、その調整は3
台のパータベータ電磁石30,31,32のタイミング
を等しく変えなければならない。その後、必要なエネル
ギーでビームを取り出すが、図5(c)に示すようにデ
フレクタ電磁石13のタイミングに対するキッカー電磁
石14のタイミングも調整する必要があり、また、取り
出しエネルギーの微調整のためにキッカー電磁石14の
タイミングを調整することもある。同様に、SRインフ
レクタ15とSRキッカー電磁石35のタイミングも調
整しなければならない。
Here, the magnetic field waveform of the deflecting electromagnet 11 is a waveform close to a trapezoidal wave having a period of 2 Hz to be exact.
The scale shown in (a) may be considered as a triangular wave. The electron beam is incident at the lowest magnetic field without intensity change or at a slightly increased point. In order to increase the incidence efficiency, as shown in FIG. 5 (b), three perturbator electromagnets 30,
The timings of 31 and 32 are adjusted independently. Also, the timing for the beam pulse is important, and its adjustment is 3
The timing of the pertabeta electromagnets 30, 31, 32 of the table must be changed equally. After that, the beam is extracted with the required energy, but as shown in FIG. 5C, the timing of the kicker electromagnet 14 with respect to the timing of the deflector electromagnet 13 also needs to be adjusted, and the kicker electromagnet for fine adjustment of the extraction energy. The timing of 14 may be adjusted. Similarly, the timing of the SR inflector 15 and the SR kicker electromagnet 35 must be adjusted.

【0048】このように、これらパルス機器への出力タ
イミングは、電子ビームの入射効率、出射効率に大きく
影響するため、正確に調整できなければならない。その
ため、タイミングパルス発生器37において、あらかじ
めそれらのタイミングを計算機41を使って入力し、基
準信号発生器36からのトリガパルスに基づいてタイミ
ングパルス発生器37からパルス信号の出力を行う。図
3は図2に示すSR装置に適用したタイミング制御装置
のブロック図である。
As described above, the output timing to these pulse devices has a great influence on the incidence efficiency and the emission efficiency of the electron beam, and therefore must be adjusted accurately. Therefore, in the timing pulse generator 37, those timings are input in advance by using the computer 41, and the timing pulse generator 37 outputs the pulse signal based on the trigger pulse from the reference signal generator 36. FIG. 3 is a block diagram of a timing control device applied to the SR device shown in FIG.

【0049】ここで、タイミングパルス発生器37につ
いて説明を付け加える。基準信号発生器36からトリガ
パルスを受けると、まず第1の出力チャンネルから設定
された時間遅れでパルス信号を出力し、その後次の出力
チャンネルから設定された時間遅れでパルス信号を出力
する。以下、順次最後の出力チャンネルまで各々の時間
遅れでパルス信号の出力を行う。そして、次の基準信号
発生器36からのトリガパルスにより、また最初の出力
チャンネルからパルス信号が順次出力されてゆく。従っ
て、最初に出力されるパルス信号と最後に出力されるパ
ルス信号との時間間隔は、基準信号発生器36からのト
リガパルスの周期以内でなければならない。これらの時
間間隔は計算機41によりあらかじめ入力しておくこと
ができる。また、基準信号発生器36を用いなくても、
計算機41で基準信号発生器36の役割を兼ねることも
可能である。
Here, the description of the timing pulse generator 37 will be added. When a trigger pulse is received from the reference signal generator 36, the pulse signal is first output from the first output channel with a set time delay, and then the pulse signal is output from the next output channel with a set time delay. Thereafter, the pulse signals are sequentially output to each of the last output channels with respective time delays. Then, the next trigger signal from the reference signal generator 36 causes the pulse signals to be sequentially output from the first output channel. Therefore, the time interval between the first output pulse signal and the last output pulse signal must be within the period of the trigger pulse from the reference signal generator 36. These time intervals can be input in advance by the computer 41. Also, without using the reference signal generator 36,
The calculator 41 can also serve as the reference signal generator 36.

【0050】このタイミングパルス発生器37は、従来
例における減算カウンタ261 〜264 がまとまって入
っているようなもので、従来例のクロック発振器22も
含まれている。なお、そのクロック周期は1μsであ
り、従来例で特徴としている高速クロックに限定しな
い。従って、タイミングパルス発生器37の各出力チャ
ンネルから出力されるパルス信号の時間間隔は最低1μ
sである。そのため、1μs以下の微調整が必要なパル
ス機器に対しては、遅延回路381 〜389 によって調
整する。従って、遅延回路381 〜389 の最小設定遅
延時間は後で述べるように対応付けられたパルス機器に
よって異なる。
[0050] The timing pulse generator 37 is like that contains collectively subtraction counter 26 1-26 4 in the prior art, also includes conventional clock oscillator 22. Note that the clock cycle is 1 μs, and is not limited to the high-speed clock that is characteristic of the conventional example. Therefore, the time interval of the pulse signal output from each output channel of the timing pulse generator 37 is at least 1 μm.
s. Therefore, fine adjustment of 1μs or less with respect to the pulse necessary equipment, adjusted by the delay circuit 38 1 to 38 9. Therefore, the minimum set delay times of the delay circuits 38 1 to 38 9 differ depending on the associated pulse equipment as described later.

【0051】タイミングパルス発生器37から最初に出
力される第1出力チャンネルからのパルス信号は偏向電
磁石電源442 等のメモリ装置43を必要とする交流電
源用とし、そのパルス信号に対して他の全てのパルス電
源401 〜409 用のパルスのタイミングを決める。メ
モリ装置43の電源出力パターンの出力タイミングによ
り、電子ビームの入射と出射のタイミングが決まるから
である。つまり、入射ビームのエネルギーはライナック
1によって決まっているため、そのエネルギーに合った
偏向電磁石11の磁場強度で入射しなければならず、ま
た取り出しエネルギーもSRリング3から決まっている
ため、そのエネルギーに合った磁場強度で取り出さねば
ならない。
The pulse signal from the first output channels outputted from the timing pulse generator 37 for the first time the AC power source that requires a memory device 43 such as a bending electromagnet power supply 44 2, another for the pulse signal The timing of the pulses for all pulse power supplies 40 1 to 40 9 is determined. This is because the output timing of the power supply output pattern of the memory device 43 determines the timing of incidence and emission of the electron beam. In other words, since the energy of the incident beam is determined by the linac 1, it must be incident with the magnetic field strength of the deflection electromagnet 11 that matches the energy, and the extraction energy is also determined by the SR ring 3, so that energy It must be taken out with a suitable magnetic field strength.

【0052】偏向電磁石11による磁場強度は偏向電磁
石電源442 から供給するコイル電流により決まるた
め、コイル電流と磁場強度の関係を正確に測定しておけ
ば、必要なエネルギーに相当するコイル電流を出力する
タイミングに、電子ビームの入出射に必要なパルス電源
401 〜409 用のパルス信号をタイミングパルス発生
器37から出力することができる。メモリ装置43に書
き込まれたコイル電流のパターンは、交流電源タイミン
グコントローラ42の出力クロックの周期から、必要な
コイル電流に達する時間が分かる。従って、同一パター
ンを使った場合、出力クロックの周期を変えるとタイミ
ングパルス発生器37の内容も書き換えねばならない。
[0052] magnetic field strength by the deflection electromagnet 11 because determined by the coil current supplied from the bending electromagnet power supply 44 2, if accurately measured the relationship between the coil current and the magnetic field strength, the output coil current corresponding to the required energy The timing pulse generator 37 can output the pulse signals for the pulse power supplies 40 1 to 40 9 necessary for inputting and emitting the electron beam. The pattern of the coil current written in the memory device 43 can be known from the cycle of the output clock of the AC power supply timing controller 42, the time required to reach the required coil current. Therefore, when the same pattern is used, the contents of the timing pulse generator 37 must be rewritten when the cycle of the output clock is changed.

【0053】次に、第2出力チャンネルはライナック1
用として使う。ライナック電源401 の出力パルス幅は
10μs程度あり、2〜3μs幅のビームパルスはその
中間あたりに設定する。従って、インフレクタ10、パ
ータベータ電磁石30,31,32用のパルス信号より
も先にパルス信号が出力される出力チャンネルが使われ
る。
Next, the second output channel is the linac 1
To use for. The output pulse width of the linac power supply 40 1 is about 10 μs, and the beam pulse having a width of 2 to 3 μs is set around the middle thereof. Therefore, the output channel that outputs the pulse signal before the pulse signal for the inflector 10 and the pertabeta electromagnets 30, 31, 32 is used.

【0054】このインフレクタ10、パータベータ電磁
石30,31,32用としては第3出力チャンネルが共
用される。これらは、ビームパルスに対して等しくタイ
ミングを変える必要があるためである。また、タイミン
グパルス発生器37の各々の出力チャンネルからのパル
ス信号は、最低1μs遅れで出力されるが、3台のパー
タベータ電磁石30,31,32のタイミングが相対的
に1μsずれると、電子ビームの入射ができないため、
3台のパータベータ電源403 ,404 ,405 に接続
される遅延回路383 ,384 ,385 に対しては、同
一のパルス信号を入力した方がよい。
The third output channel is shared by the inflector 10 and the pertabeta electromagnets 30, 31, 32. These are because it is necessary to change the timing equally with respect to the beam pulse. Further, the pulse signal from each output channel of the timing pulse generator 37 is output with a delay of at least 1 μs, but if the timing of the three pertabeta electromagnets 30, 31, 32 shifts relatively by 1 μs, the electron beam Since it can not be incident,
It is better to input the same pulse signal to the delay circuits 38 3 , 38 4 , 38 5 connected to the three pertabeta power sources 40 3 , 40 4 , 40 5 .

【0055】第4出力チャンネルは、デフレクタ電磁石
13とSRインフレクタ15用として共用される。これ
らを共通にする理由は、タイミングパルス発生器37の
出力チャンネル数を節減するためである。これらのパル
ス電源406 と407 の出力はほぼ同じパルス波形であ
り、パルス幅も数msと長いため、どちらでもよい。ま
た、第5出力チャンネルはキッカー電源488 とSRキ
ッカー電源489 用として共用される。これらを共通に
する理由は、出射ビームのエネルギーを微調整する場
合、キッカー電源488 のタイミングだけを変えるとS
Rリング3への入射効率が変わるため、SRキッカー電
源489 のタイミングも同時に変える。
The fourth output channel is shared by the deflector electromagnet 13 and the SR inflector 15. The reason for making these common is to reduce the number of output channels of the timing pulse generator 37. The outputs of these pulse power supplies 40 6 and 40 7 have almost the same pulse waveform, and the pulse width is long as several ms. The fifth output channel is also used for the kicker power source 48 8 and the SR kicker power source 48 9 . The reason for making these common is that when finely adjusting the energy of the outgoing beam, if only the timing of the kicker power source 48 8 is changed, S
Since the incidence efficiency on the R ring 3 changes, the timing of the SR kicker power source 48 9 also changes at the same time.

【0056】タイミングパルス発生器37の各出力チャ
ンネルから出力されるパルス信号は、遅延回路381
389 でタイミングを微調整する。これは先に述べたタ
イミングパルス発生器37の最小遅延時間を補うためだ
けでなく、調整に柔軟性を持たせるためである。インフ
レクタ10、ライナック1、パータベータ電磁石30,
31,32用の遅延回路381 〜385 は、0.1〜1
0μsの遅延時間が設定でき、出力のジッターは最小遅
延設定時間の1/10である10ns以下である。最小
設定時間は、パータベータ電磁石30,31,32のパ
ルスの立ち下がり時間(その間に電子ビームが入射され
る)が約2μsであるため、それよりも1桁以上小さい
値として決めた。また、デフレクタ電磁石13とSRイ
ンフレクタ15用の遅延回路386 ,387 は、1μs
〜10msの遅延時間が設定でき、ジッターは0.1μ
s以下である。これらのパルス磁場波形は数msと長い
ため、nsオーダの遅延幅は必要ない。キッカー電磁石
14とSRキッカー電磁石35用の遅延回路388 ,3
9 は、数十ns幅のパルス調整であるため遅延時間設
定範囲は1ns〜1μsであり、ジッター0.5ns以
下である。
The pulse signals output from the respective output channels of the timing pulse generator 37 are delayed by the delay circuits 38 1 ...
38 to fine-tune the timing at 9. This is not only for supplementing the minimum delay time of the timing pulse generator 37 described above, but also for making adjustment flexible. Inflector 10, linac 1, pertabeta electromagnet 30,
Delay circuits 38 1 to 38 5 for 31 and 32, 0.1 to 1
The delay time of 0 μs can be set, and the output jitter is 10 ns or less, which is 1/10 of the minimum delay setting time. The minimum set time is determined to be a value smaller by one digit or more because the pulse fall time of the pertabeta electromagnets 30, 31, 32 (electron beam is injected during that time) is about 2 μs. In addition, the delay circuits 38 6 and 38 7 for the deflector electromagnet 13 and the SR inflector 15 are 1 μs.
Delay time of 10ms can be set, and jitter is 0.1μ
s or less. Since these pulsed magnetic field waveforms are as long as several ms, a delay width on the order of ns is not necessary. Delay circuit 38 8 , 3 for the kicker electromagnet 14 and the SR kicker electromagnet 35
Since 8 9 is a pulse adjustment with a width of several tens of ns, the delay time setting range is 1 ns to 1 μs, and the jitter is 0.5 ns or less.

【0057】最後に、各遅延回路381 〜389 と各パ
ルス電源401 〜409 との間の電気絶縁について述べ
る。一般に、パルス電源401 〜409 とタイミング調
整のための機器は遠く離れて設置されている。そのた
め、信号ラインにのるノイズによる機器の誤動作を防ぐ
ために、パルス電源401 〜409 とタイミング調整の
ための機器の間を絶縁アンプ39を使って電気的に絶縁
している。これはパルス電源401 〜409 自身から発
生するノイズを防ぐのにも役立つ。絶縁アンプ49はパ
ルス電源401 〜409 側か遅延回路381 〜389
のどちらか一方だけでもかまわないが、両側に取り付け
た方がより効果的である。
Finally, the electrical insulation between the delay circuits 38 1 to 38 9 and the pulse power sources 40 1 to 40 9 will be described. Generally, the pulse power supplies 40 1 to 40 9 and the devices for timing adjustment are installed far apart. Therefore, in order to prevent malfunction of devices due to noise on the signal line, between the device for the pulsed power supply 40 1-40 9 and timing adjustment it is electrically insulated with an insulation amplifier 39. This also helps prevent noise generated from the pulse power supplies 40 1 to 40 9 itself. Isolation amplifier 49 may be only either the pulse power supply 40 1-40 9 side or the delay circuit 38 1 to 38 9 side, but who attached to both sides is more effective.

【0058】実施例2.なお、上記実施例では基準信号
発生器36を独立して設けた場合について説明したが、
この基準信号発生器36の役割を計算機41に持たせる
ことにより、基準信号発生器36を省略することも可能
である。
Example 2. In the above embodiment, the case where the reference signal generator 36 is provided independently has been described.
It is possible to omit the reference signal generator 36 by giving the computer 41 the role of the reference signal generator 36.

【0059】実施例3.なお、上記実施例における基準
信号発生器36として、50Hzまたは60Hzの商用
交流ラインと同期が取れるように構成したものを用いれ
ば、パルス電源40の安定度を高くすることができる。
パルス電源40は一般に、商用交流ラインの電流をコン
デンサに蓄電してパルス的に放出する回路構成がとられ
ている。従って、蓄電電圧は商用交流ラインの50H
z,60Hzの変動の影響を受けるため、常に商用交流
ラインの同一位相で出力するようにすれば、電源出力の
変動は小さくなる。
Example 3. The stability of the pulse power supply 40 can be increased by using, as the reference signal generator 36 in the above-described embodiment, one configured so as to be synchronized with the commercial AC line of 50 Hz or 60 Hz.
The pulsed power supply 40 generally has a circuit configuration in which the current of the commercial AC line is stored in a capacitor and is discharged in a pulsed manner. Therefore, the storage voltage is 50H of the commercial AC line.
Since it is affected by the fluctuations of z and 60 Hz, if the outputs are always performed in the same phase of the commercial AC line, the fluctuation of the power supply output becomes small.

【0060】即ち、ライナック1とシンクロトロン2の
繰り返しが正確に2Hzの場合、50Hz,60Hzの
商用交流ラインと同期が取れる。つまり、50Hzの場
合、商用交流ラインの25サイクル毎に基準信号発生器
36からトリガパルスを出力すればよい。しかし、例え
ば1.9Hzのような場合は同期は取れない。その時
は、図6のタイムチャートにその原理を示すように、基
準信号発生器36内に1.9Hzの発振器を設け、その
発振器からパルスが発生した後、例えば商用交流ライン
の電圧が負から正に変わる位相で基準信号発生器36か
らパルスを出力するようにすればよい。従って、50H
zの場合は20ms以下の変動が生じ、基準信号発生器
36からのパルス周期は正確には500msにはなら
ず、500から520msの間で変化する。しかし、全
ての機器はこのパルスを基準にして動作するため問題は
ない。また、基準信号発生器36内の発振器は、その周
波数を可変できるようにすればより効果的である。
That is, when the repetition of the linac 1 and the synchrotron 2 is exactly 2 Hz, it can be synchronized with the commercial AC lines of 50 Hz and 60 Hz. That is, in the case of 50 Hz, the trigger pulse may be output from the reference signal generator 36 every 25 cycles of the commercial AC line. However, in the case of 1.9 Hz, for example, synchronization cannot be achieved. At that time, as the principle is shown in the time chart of FIG. 6, an oscillator of 1.9 Hz is provided in the reference signal generator 36, and after a pulse is generated from the oscillator, for example, the voltage of the commercial AC line changes from negative to positive. The pulse may be output from the reference signal generator 36 at a phase that changes to. Therefore, 50H
In the case of z, a fluctuation of 20 ms or less occurs, and the pulse period from the reference signal generator 36 does not become exactly 500 ms but changes from 500 to 520 ms. However, there is no problem because all devices operate based on this pulse. Further, it is more effective if the oscillator in the reference signal generator 36 can change its frequency.

【0061】実施例4.なお、上記実施例ではタイミン
グパルス発生器37内のクロック周期を1μsとした
が、特にこの値に限定されるものではない。
Example 4. Although the clock cycle in the timing pulse generator 37 is set to 1 μs in the above embodiment, it is not limited to this value.

【0062】実施例5.なお、上記実施例ではタイミン
グパルス発生器37の出力チャンネルの数を5個とした
ものを示したが、この数もそれのみに限定されるもので
はない。
Example 5. Although the number of output channels of the timing pulse generator 37 is five in the above embodiment, the number is not limited to this.

【0063】実施例6.なお、上記実施例ではいくつか
のパルス電源40に対してはタイミングパルス発生器3
7の同一出力チャンネルからの出力されるパルス信号を
共用する場合について述べたが、タイミングパルス発生
器37内のクロック周期が早ければパルス電源40の各
々にタイミングパルス発生器37の出力チャンネルを対
応させるようにしてもよい。また、クロック周期が早く
なくても、遅延回路38を使って全てのパルス電源40
に対して、タイミングパルス発生器37の個別の出力チ
ャンネルからのパルス信号をそれぞれ与えることもでき
る。
Example 6. In the above embodiment, the timing pulse generator 3 is used for some pulse power sources 40.
Although the case where the pulse signals output from the same output channel 7 are shared, the output channel of the timing pulse generator 37 is made to correspond to each pulse power source 40 if the clock cycle in the timing pulse generator 37 is early. You may do it. In addition, even if the clock cycle is not early, the delay circuit 38 can be used to
Alternatively, the pulse signals from the individual output channels of the timing pulse generator 37 can be applied respectively.

【0064】実施例7.なお、上記実施例では遅延回路
38とパルス電源40間の電気的な絶縁を絶縁アンプを
使って行った場合について説明したが、光ケーブル等の
他の絶縁手段を使ってもよく、上記実施例と同様の効果
を奏する。
Example 7. In the above embodiment, the case where the electrical insulation between the delay circuit 38 and the pulse power supply 40 is performed by using the insulation amplifier has been described, but other insulation means such as an optical cable may be used. Has the same effect.

【0065】実施例8.なお、上記実施例では遅延回路
38として遅延値をマニュアル設定するものを使った
が、計算機で遅延値を設定できるものを使用すれば、さ
らに効果的なタイミング制御を行うことができる。
Example 8. In the above embodiment, the delay circuit 38 that manually sets the delay value is used, but if the computer that can set the delay value is used, more effective timing control can be performed.

【0066】実施例9.なお、上記実施例ではタイミン
グ発生器37用の計算機41とメモリ装置43用の計算
機45の2台を使用したものを示したが、1台を共用し
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
Example 9. In the above embodiment, the computer 41 for the timing generator 37 and the computer 45 for the memory device 43 are used, but one computer may be shared, and the same effect as the above embodiment is obtained. Play.

【0067】実施例10.なお、上記実施例では交流電
源タイミングコントローラ42はパラメータをマニュア
ルで設定する場合について説明したが、計算機により設
定するようにしてもよく、それによってパルス数を入力
するだけで自動的にクロック周期が設定できるようにな
り、より効果的なコントローラを実現することができ
る。
Example 10. In the above embodiment, the AC power supply timing controller 42 is described as a case where the parameters are set manually, but the parameters may be set by a computer so that the clock cycle is automatically set only by inputting the number of pulses. It becomes possible to realize a more effective controller.

【0068】実施例11.なお、上記実施例ではメモリ
装置23によって、偏向電磁石11およびQF33,Q
D34を制御するものを示したが、六極電磁石等、シン
クロトロンの全ての電磁石を同様の方法で制御すると、
より効果がある。
Example 11. In the above-described embodiment, the deflection electromagnet 11 and the QFs 33, Q are controlled by the memory device 23.
Although the one that controls the D34 is shown, if all the electromagnets of the synchrotron such as the hexapole electromagnet are controlled by the same method,
More effective.

【0069】実施例12.なお、上記実施例ではタイミ
ングパルス発生器37の出力するパルス信号のタイミン
グを決定する際に、交流電源タイミングコントローラ4
2に出力するパルス信号を基準にしてメモリ装置43の
偏向電磁石のコイル電流パターンから決定したが、従来
例で示した偏向電磁石の磁場強度を測定してビーム出射
のタイミングを決める方式を併用しても同様の効果が得
られる。この場合は、図3に示すブロック図において、
キッカー電源408 とSRキッカー電源409 の遅延回
路388 ,389 だけをタイミングパルス発生器37か
ら外し、その2つの遅延回路388 ,389 に対しては
従来の方式を採用する。これにより、より精度良く出射
ビームのエネルギーを決めることができる。デフレクタ
電源406 とSRインフレクタ電源407 はパルス幅が
長いため、設定値が多少ずれていても問題はない。
Example 12 In the above embodiment, the AC power supply timing controller 4 is used when determining the timing of the pulse signal output from the timing pulse generator 37.
Although it was determined from the coil current pattern of the deflection electromagnet of the memory device 43 with reference to the pulse signal output to 2, the method of measuring the magnetic field strength of the deflection electromagnet and determining the timing of beam extraction is also used in the conventional example. Also has the same effect. In this case, in the block diagram shown in FIG.
Only the delay circuits 38 8 and 38 9 of the kicker power source 40 8 and the SR kicker power source 40 9 are removed from the timing pulse generator 37, and the conventional method is adopted for the two delay circuits 38 8 and 38 9 . Thereby, the energy of the outgoing beam can be determined more accurately. Since the deflector power supply 40 6 and the SR inflector power supply 40 7 have long pulse widths, there is no problem even if the set values are slightly different.

【0070】実施例13.また、上記実施例では交流電
源タイミングコントローラ42として、クロック回路5
0の出力パルスの発生をパルス数設定回路51で制御す
るものを示したが、そのパルス数設定回路51をゲート
回路で代替してもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。図7はそのような交流電源タイミングコントローラ
42の一実施例を示すブロック図であり、図8はその各
部の波形の時間関係を示すタイムチャートである。図7
において、52がタイミングパルス発生器37からのパ
ルス信号を受けると、あらかじめ定められた時間幅のゲ
ート信号を発生する前記ゲート回路である。この交流電
源タイミングコントローラ42は当該ゲート回路52
と、ゲート回路52からのゲート信号の時間幅だけ出力
クロックを発生するクロック回路50とから成ってい
る。
Example 13 In the above embodiment, the clock circuit 5 is used as the AC power supply timing controller 42.
Although the generation of the output pulse of 0 is controlled by the pulse number setting circuit 51, the pulse number setting circuit 51 may be replaced by a gate circuit, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained. FIG. 7 is a block diagram showing an example of such an AC power supply timing controller 42, and FIG. 8 is a time chart showing the time relationship of the waveforms of the respective parts. Figure 7
In the above, reference numeral 52 is the gate circuit for generating a gate signal having a predetermined time width when receiving a pulse signal from the timing pulse generator 37. The AC power supply timing controller 42 includes the gate circuit 52.
And a clock circuit 50 for generating an output clock for the time width of the gate signal from the gate circuit 52.

【0071】次に動作について説明する。タイミングパ
ルス発生器37からは、図8(a)に示すタイミングゲ
ート回路54にパルス信号が入力される。ゲート回路5
4はそのパルス信号を受けると、図8(b)に示す所定
の時間遅れで所定の時間幅を持つゲート信号を発生す
る。クロック回路50はこのゲート信号を受けると、図
8(c)に示すようにそのゲート信号の時間幅の間、出
力クロックを連続的に出力する。従って、このゲート信
号の時間幅は、出力クロックの周期をT、メモリ装置4
3の出力すべきメモリ数を65000とすれば、T×6
5000で与えられる値に設定する必要がある。なお、
このゲート信号の時間幅は、ゲート回路52を計算機で
制御できるように構成することによって自動的に設定で
きる。
Next, the operation will be described. A pulse signal is input from the timing pulse generator 37 to the timing gate circuit 54 shown in FIG. Gate circuit 5
When the pulse signal 4 receives the pulse signal, it generates a gate signal having a predetermined time width with a predetermined time delay shown in FIG. When receiving the gate signal, the clock circuit 50 continuously outputs the output clock during the time width of the gate signal as shown in FIG. 8 (c). Therefore, the time width of the gate signal is T when the cycle of the output clock is T.
If the number of memories to be output from 3 is 65000, T × 6
Must be set to the value given by 5000. In addition,
The time width of the gate signal can be automatically set by configuring the gate circuit 52 so that it can be controlled by a computer.

【0072】実施例14.なお、上記実施例では、ビー
ムを加速するリングと蓄積するリングに分離したものに
ついて説明したが、同一リングで加速蓄積することもで
きる。それはシンクロトロンによって達成できるが、そ
の場合、シンクロトロンの偏向電磁石や四極電磁石等の
電磁石、および高周波加速空洞の電源は、先に説明した
ように加速とともにその出力を上げてゆくが、最大値に
達した時点で出力を一定に保たなければならない。一
方、シンクロトロンで加速するビーム電流は、ライナッ
ク1からの電子ビームのエネルギー等の変化により加速
毎に変わる。従って、最初は通常の加速モードで運転
し、所定の加速ビーム電流が得られた時点で蓄積モード
に移行する方式が効果的である。そこで、交流電源タイ
ミングコントローラ42に比較回路と可変電圧発生回路
を設け、設定した電圧と加速ビーム電流を電圧に変換し
た信号とを比較し、ビーム電流が設定値以上になれば出
力クロックを停止するようにする。出力クロックが停止
すると各交流電源441 〜444 の出力はその時点で一
定に保たれるため、蓄積モードに移行できたことにな
る。加速ビーム電流は、シンクロトロンに一般に設置さ
れる電流モニターで電圧として検出でき、その信号を交
流電源タイミングコントローラ42に入力する。
Example 14 In the above embodiment, the beam is divided into the ring for accelerating and the ring for accumulating, but the beam may be accelerated and accumulated in the same ring. This can be achieved by a synchrotron, in which case the electromagnets such as the bending electromagnet and the quadrupole electromagnet of the synchrotron, and the power supply of the high-frequency acceleration cavity increase their output with acceleration as explained above, but reach the maximum value. The output must be held constant when it is reached. On the other hand, the beam current accelerated by the synchrotron changes with each acceleration due to changes in the energy of the electron beam from the linac 1. Therefore, it is effective to operate in the normal acceleration mode at first and shift to the accumulation mode when a predetermined acceleration beam current is obtained. Therefore, the AC power supply timing controller 42 is provided with a comparison circuit and a variable voltage generation circuit to compare the set voltage with a signal obtained by converting the accelerated beam current into a voltage, and stop the output clock when the beam current exceeds a set value. To do so. Because the output clock is held constant at that point output of which the respective alternating-current power supply 44 1-44 4 stops, so that could be migrated in the storage mode. The acceleration beam current can be detected as a voltage by a current monitor generally installed in the synchrotron, and the signal is input to the AC power supply timing controller 42.

【0073】なお、比較するタイミングは、偏向電磁石
11のコイル電流パターン(ほぼ台形波)の最大値の平
坦部で行う。偏向電磁石電源442 の出力端の電圧は、
時間的に変化する加速時はコイルの抵抗分とインダクタ
ンス分の両方を合わせた電圧を発生している。これに対
して、平坦部ではインダクタンス分はゼロとなり抵抗分
だけでよい。このため、加速途中で電源タイミングコン
トローラの出力クロックを止めると、余分な電圧を発生
することになり、その結果出力電流が変わり電子ビーム
が失われる。そのため、出力クロックを止めるのは偏向
電磁石11のコイル電流パターンの平坦部で行う。従っ
て、蓄積ビームのエネルギーを変えるためには、メモリ
装置43のパターンをその最大値が所定のエネルギーに
相当するように変えねばはらない。
The timing of comparison is performed in the flat portion of the maximum value of the coil current pattern (almost trapezoidal wave) of the deflection electromagnet 11. The voltage at the output terminal of the deflection magnet power supply 44 2,
During acceleration, which changes with time, a voltage is generated that combines both the resistance and inductance of the coil. On the other hand, the inductance is zero in the flat part, and only the resistance is required. Therefore, if the output clock of the power supply timing controller is stopped during acceleration, an extra voltage will be generated, and as a result, the output current will change and the electron beam will be lost. Therefore, the output clock is stopped at the flat portion of the coil current pattern of the deflection electromagnet 11. Therefore, in order to change the energy of the stored beam, the pattern of the memory device 43 must be changed so that its maximum value corresponds to the predetermined energy.

【0074】実施例15.なお、上記実施例では交流電
源タイミングコントローラ42の出力クロックを止める
タイミングをメモリ装置43のパターンの最大値で行う
場合について述べたが、電磁石電源がどのようなタイミ
ングでクロックを止めてもその点の出力電流を保持でき
る構造になっていれば、クロックを止めるタイミングは
限定されない。
Example 15. In the above embodiment, the case where the output clock of the AC power supply timing controller 42 is stopped at the maximum value of the pattern of the memory device 43 has been described. The timing for stopping the clock is not limited as long as it has a structure capable of holding the output current.

【0075】実施例16.次に図9に示す実施例につい
て説明する。図9は高周波電源441 の位相とキッカー
電源448 およびSRキッカー電源409 の同期を取る
ための機器構成を示すブロック図であり、図10はその
動作原理を示すタイミング図である。図9において、5
3はメモリ装置43からの電源出力パターンに基づいて
130MHzの信号を発生させる高周波信号発生器、5
4はその信号を増幅して高周波加速空洞12に入力する
高周波アンプであり、高周波電源441 は一般にこの高
周波信号発生器53と高周波アンプ54とで形成されて
いる。また、46は高周波信号発生器53からの信号を
受けて、キッカー電源408 およびSRキッカー電源4
9 と高周波電源441 とを同期させる同期回路であ
る。
Example 16. Next, the embodiment shown in FIG. 9 will be described. 9 is a block diagram showing a device configuration for synchronizing the phase of the high frequency power supply 44 1 with the kicker power supply 44 8 and the SR kicker power supply 40 9 , and FIG. 10 is a timing diagram showing the operating principle thereof. In FIG. 9, 5
3 is a high frequency signal generator for generating a 130 MHz signal based on the power output pattern from the memory device 43, 5
Reference numeral 4 denotes a high-frequency amplifier for amplifying the signal and inputting it to the high-frequency acceleration cavity 12, and the high-frequency power supply 44 1 is generally formed by the high-frequency signal generator 53 and the high-frequency amplifier 54. Further, 46 receives the signal from the high frequency signal generator 53, and receives the kicker power source 40 8 and the SR kicker power source 4
09 is a synchronizing circuit for synchronizing the high frequency power supply 44 1 .

【0076】次に動作について説明する。ここで、図1
0に示すタイミング図は、図10(a)に高周波加速空
洞12で加速される電子ビームのバンチを示し、図10
(b)にキッカー電磁石14の磁場の立ち上がり波形を
示す。バンチは7.7ns間隔でキッカー電磁石14を
通過する。正常に取り出されるバンチは、キッカー電磁
石14の磁場波形が平坦になっている時にキッカー電磁
石14を通過するバンチである。例えば、バンチがキッ
カー磁場に対して図10(b)の実線で示す磁場の立ち
上がりで通過したとすると、1番目のバンチは磁場の影
響を受けずに通過するため一回りして取り出されるが、
2番目から5番目のバンチは十分な磁場で蹴り出されな
いため、真空チェンバー等に衝突して失われる。従っ
て、この場合15バンチ中の11バンチが取り出され
る。これに対して、図10(b)の破線で示す磁場の立
ち上がりに通過すると、2番目から6番目のバンチが失
われ、10バンチが取り出されることになり、先の場合
よりも1バンチ少なくなる。
Next, the operation will be described. Here, FIG.
The timing chart shown in FIG. 0 shows the bunch of the electron beam accelerated in the high frequency acceleration cavity 12 in FIG.
The rising waveform of the magnetic field of the kicker electromagnet 14 is shown in (b). The bunch passes the kicker electromagnet 14 at intervals of 7.7 ns. The bunch that is normally taken out is a bunch that passes through the kicker electromagnet 14 when the magnetic field waveform of the kicker electromagnet 14 is flat. For example, if the bunch passes the kicker magnetic field at the rising edge of the magnetic field shown by the solid line in FIG. 10B, the first bunch passes without being affected by the magnetic field and is taken out once.
The second to fifth bunches are not kicked out with a sufficient magnetic field, so they are lost by colliding with a vacuum chamber or the like. Therefore, in this case, 11 bunches out of 15 bunches are taken out. On the other hand, when passing through the rising edge of the magnetic field shown by the broken line in FIG. 10B, the second to sixth bunches are lost, and 10 bunches are taken out, which is 1 bunch less than the previous case. .

【0077】キッカー電源408 と高周波電源441
同期が取れていないと上述した現象が起き、取り出しバ
ンチ数は10になったり11になったりして不安定とな
る。そのため、同期回路46を設けてキッカー電源40
8 と高周波電源441 の同期を取る。原理は、先に基準
信号発生器36で説明したものと同じで、商用交流ライ
ンを高周波信号発生器53と考えればよい。従って、こ
の場合はタイミングパルス発生器37からのパルス信号
に対して、キッカー電源408 の出力の時間変動は7.
7nsの範囲内で起きるが問題はない。また、キッカー
電源408 とSRキッカー電源409 は入射効率を一定
にするために同期が取れていなければならないため、S
Rキッカー電源409 用の遅延回路389 もこの同期回
路46からのパルスを受ける。
If the kicker power source 40 8 and the high frequency power source 44 1 are not synchronized with each other, the above-mentioned phenomenon occurs and the number of extraction bunches becomes 10 or 11 and becomes unstable. Therefore, the kicker power supply 40 is provided by providing the synchronization circuit 46.
8 and high frequency power supply 44 1 are synchronized. The principle is the same as that of the reference signal generator 36 described above, and the commercial AC line may be considered as the high frequency signal generator 53. Therefore, in this case, the time variation of the output of the kicker power source 40 8 with respect to the pulse signal from the timing pulse generator 37 is 7.
It occurs within the range of 7 ns, but there is no problem. In addition, the kicker power source 40 8 and the SR kicker power source 40 9 must be synchronized in order to keep the incident efficiency constant.
Delay circuit 38 9 for R kicker power supply 40 9 also receives the pulses from the synchronization circuit 46.

【0078】実施例17.なお、上記実施例ではSRキ
ッカー電源409 用の遅延回路389 の入力を同期回路
46から直接取るものを示したが、キッカー電源408
用の遅延回路389 の出力から取るようにしてもよく、
上記実施例と同様の効果が得られる。
Example 17 In the above embodiment, the input of the delay circuit 38 9 for the SR kicker power source 40 9 is taken directly from the synchronizing circuit 46, but the kicker power source 40 8
May be taken from the output of the delay circuit 38 9 for
The same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、あらかじめ決められた周期のトリガパルスに基
づいて、複数の出力チャンネルよりあらかじめ設定され
た時間遅れでパルス信号を出力するタイミングパルス発
生器を、前記パルス信号のタイミング微調整用の遅延回
路の入力側に設け、その遅延回路とパルス機器との間を
絶縁手段にて電気的に絶縁するように構成したので、高
速のクロック発振器や磁場測定用偏向電磁石が不要とな
って、装置構成の大幅な簡略化、低コスト化が可能とな
り、電気的ノイズの影響も受けにくいタイミング制御装
置が得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, pulse signals are output from a plurality of output channels with a preset time delay based on a trigger pulse having a predetermined cycle. Since the timing pulse generator is provided on the input side of the delay circuit for finely adjusting the timing of the pulse signal and the delay circuit and the pulse device are electrically insulated by the insulating means, the high speed Since the clock oscillator and the bending electromagnet for measuring the magnetic field are not required, the structure of the device can be greatly simplified and the cost can be reduced, and the timing control device that is not easily affected by electrical noise can be obtained.

【0080】また、請求項2に記載の発明によれば、タ
イミングパルス発生器へのトリガパルスを商用交流ライ
ンの周波数に同期させるように構成したので、パルス電
源の安定度を高めることができる効果がある。
Further, according to the invention described in claim 2, since the trigger pulse to the timing pulse generator is configured to be synchronized with the frequency of the commercial AC line, the stability of the pulse power supply can be enhanced. There is.

【0081】また、請求項3に記載の発明によれば、タ
イミングパルス発生器の1つの出力チャンネルから出力
されるパルス信号をいくつかのパルス機器で共用するよ
うに構成したので、装置構成を簡略化できる効果があ
る。
Further, according to the invention described in claim 3, since the pulse signal output from one output channel of the timing pulse generator is configured to be shared by several pulse devices, the device configuration is simplified. There is an effect that can be converted.

【0082】また、請求項4に記載の発明によれば、交
流電源に送る電源出力パターンをメモリ装置にあらかじ
め書き込んでおき、交流電源タイミングコントローラが
タイミングパルス発生器からのパルス信号に基づいて発
生する出力クロックによってそれを順次吐き出させると
ともに、タイミングパルス発生器に、交流電源タイミン
グコントローラへのパルス信号を基準に、各遅延回路へ
のパルス信号のタイミングを決定する機能を持たせるよ
うに構成したので、交流電源とパルス電源とを正確に同
期させることができ、ビームの入射および出射効率を向
上させることができる効果がある。
According to the invention described in claim 4, the power supply output pattern to be sent to the AC power supply is written in the memory device in advance, and the AC power supply timing controller generates it based on the pulse signal from the timing pulse generator. Since it is configured to sequentially discharge it by the output clock, the timing pulse generator is configured to have the function of determining the timing of the pulse signal to each delay circuit based on the pulse signal to the AC power supply timing controller. There is an effect that the AC power supply and the pulse power supply can be accurately synchronized with each other, and the incidence and emission efficiency of the beam can be improved.

【0083】また、請求項5に記載の発明によれば、出
力クロックの出力をタイミングパルス発生器からのパル
ス信号で開始し、ボロー信号で停止するクロック回路
と、クロック回路の発生する出力クロックが所定数に達
するとボロー信号を発生するパルス数設定回路とで交流
電源タイミングコントローラを形成するように構成した
ので、簡易な回路でメモリ装置への出力パルスが得られ
る効果がある。
Further, according to the invention described in claim 5, the clock circuit which starts the output of the output clock by the pulse signal from the timing pulse generator and stops by the borrow signal, and the output clock generated by the clock circuit are Since the AC power supply timing controller is formed with the pulse number setting circuit that generates a borrow signal when the number reaches a predetermined number, an output pulse to the memory device can be obtained with a simple circuit.

【0084】また、請求項6に記載の発明によれば、タ
イミングパルス発生器からのパルス信号受信から所定の
時間幅だけゲート信号を発生するゲート回路と、そのゲ
ート信号の時間幅だけ出力クロックを連続的に出力する
クロック回路とで交流電源タイミングコントローラを形
成するように構成したので、簡易な回路でメモリ装置へ
の出力パルスが得られる効果がある。
According to the invention described in claim 6, a gate circuit for generating a gate signal for a predetermined time width upon reception of a pulse signal from the timing pulse generator, and an output clock for the time width of the gate signal are provided. Since the AC power supply timing controller is formed with the clock circuit that continuously outputs, there is an effect that an output pulse to the memory device can be obtained with a simple circuit.

【0085】また、請求項7に記載の発明によれば、ビ
ーム電流が基準値を越えた場合にクロック回路からの出
力クロックの出力を停止させる機能を交流電源タイミン
グコントローラに持たせるように構成したので、加速用
のリングと蓄積用のリングとを同一リングで共用するこ
とが可能となる効果がある。
According to the invention described in claim 7, the AC power supply timing controller has a function of stopping the output of the output clock from the clock circuit when the beam current exceeds the reference value. Therefore, there is an effect that the acceleration ring and the accumulation ring can be shared by the same ring.

【0086】また、請求項8に記載の発明によれば、タ
イミングパルス発生器のキッカー電源へのパルス信号が
出力される出力チャンネルに、当該パルス信号を高周波
電源の位相と同期させる同期回路を接続するように構成
したので、取り出されるバンチ数が一定となり、粒子加
速器の動作を安定化できる効果がある。
According to the invention described in claim 8, a synchronizing circuit for synchronizing the pulse signal with the phase of the high frequency power source is connected to the output channel of the timing pulse generator for outputting the pulse signal to the kicker power source. With this configuration, the number of bunches taken out becomes constant, and the operation of the particle accelerator can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による一般的なタイミング
制御装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a general timing control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明が適用される粒子加速器の一例を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a particle accelerator to which the present invention is applied.

【図3】上記粒子加速器に適用した場合のこの発明のタ
イミング制御装置の具体的な実施例を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific embodiment of the timing control device of the present invention when applied to the particle accelerator.

【図4】上記実施例で用いられる交流電源タイミングコ
ントローラの構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an AC power supply timing controller used in the above embodiment.

【図5】上記実施例におけるパルス機器の運転タイミン
グを示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing the operation timing of the pulse device in the above embodiment.

【図6】上記実施例における基準信号発生器の出力を商
用交流ラインに同期させるための原理を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 6 is a time chart showing the principle for synchronizing the output of the reference signal generator with the commercial AC line in the above embodiment.

【図7】交流電源タイミングコントローラの他の実施例
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the AC power supply timing controller.

【図8】上記実施例における各部の波形の時間関係を示
すタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing a time relationship of waveforms of respective parts in the above-mentioned embodiment.

【図9】この発明によるタイミング制御装置の他の実施
例の要部を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a main part of another embodiment of the timing control device according to the present invention.

【図10】上記実施例におけるキッカー電磁石の立ち上
がり磁場波形とバンチの時間的関係を示すタイムチャー
トである。
FIG. 10 is a time chart showing the temporal relationship between the rising magnetic field waveform of the kicker electromagnet and the bunch in the above-mentioned embodiment.

【図11】従来のタイミング制御装置を示すブロック図
である。
FIG. 11 is a block diagram showing a conventional timing control device.

【図12】それが適用される粒子加速器の一例を示す平
面図である。
FIG. 12 is a plan view showing an example of a particle accelerator to which it is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルス機器(ライナック) 10 パルス機器(インフレクタ) 13 パルス機器(デフレクタ電磁石) 14 パルス機器(キッカー電磁石) 15 パルス機器(SRインフレクタ) 30〜32 パルス機器(パータベータ電磁石) 35 パルス機器(SRキッカー電磁石) 36 基準信号発生器 37 タイミングパルス発生器 38,381 〜389 遅延回路 39 絶縁手段(絶縁アンプ) 40,401 〜409 パルス電源 41 制御手段(計算機) 42 交流電源タイミングコントローラ 43 メモリ装置 441 〜444 交流電源 46 同期回路 50 クロック回路 51 パルス数設定回路 52 ゲート回路1 pulse equipment (linac) 10 pulse equipment (inflector) 13 pulse equipment (deflector electromagnet) 14 pulse equipment (kicker electromagnet) 15 pulse equipment (SR inflector) 30-32 pulse equipment (pertabeta electromagnet) 35 pulse equipment (SR kicker) Electromagnet) 36 Reference signal generator 37 Timing pulse generator 38, 38 1 to 38 9 Delay circuit 39 Insulation means (insulation amplifier) 40, 40 1 to 40 9 Pulse power supply 41 Control means (computer) 42 AC power supply timing controller 43 Memory Equipment 44 1 to 44 4 AC power supply 46 Synchronous circuit 50 Clock circuit 51 Pulse number setting circuit 52 Gate circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の出力チャンネルを有し、あらかじ
め決められた周期で送られてくるトリガパルスを受け
て、前記出力チャンネルよりあらかじめ決められた時間
間隔でパルス信号を順次出力するタイミングパルス発生
器と、前記タイミングパルス発生器の前記各出力チャン
ネルより出力されるパルス信号のタイミングを微調整す
るための遅延回路と、前記遅延回路を、粒子加速装置の
荷電粒子の入射、出射、および加速、蓄積に必要な種々
のパルス機器から電気的に絶縁するための絶縁手段と、
前記タイミングパルス発生器を制御する制御手段とを備
えたタイミング制御装置。
1. A timing pulse generator having a plurality of output channels, which receives a trigger pulse sent at a predetermined cycle and sequentially outputs a pulse signal at a predetermined time interval from the output channel. A delay circuit for finely adjusting the timing of the pulse signal output from each output channel of the timing pulse generator; and the delay circuit for injecting, ejecting, accelerating and accumulating charged particles of a particle accelerator. Insulation means for electrically insulating from various pulse equipment required for
A timing control device comprising: a control unit that controls the timing pulse generator.
【請求項2】 前記タイミングパルス発生器に与えるト
リガパルスを、商用交流ラインの周波数に同期して発生
させる基準信号発生器を設けたことを特徴とする請求項
1に記載のタイミング制御装置。
2. The timing control device according to claim 1, further comprising a reference signal generator for generating the trigger pulse applied to the timing pulse generator in synchronization with the frequency of the commercial AC line.
【請求項3】 前記パルス機器のいくつかで、前記タイ
ミングパルス発生器の1つの出力チャンネルから出力さ
れたパルス信号を共用することを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のタイミング制御装置。
3. The timing control device according to claim 1, wherein some of the pulse devices share a pulse signal output from one output channel of the timing pulse generator.
【請求項4】 前記タイミングパルス発生器の出力チャ
ンネルの1つから出力されるパルス信号に基づいて出力
クロックを生成する交流電源タイミングコントローラ
と、前記荷電粒子のビーム加速用の高周波電源や前記荷
電粒子のビーム偏向用の偏向電磁石電源等の交流電源に
送る電源出力パターンがあらかじめ書き込まれており、
前記交流電源タイミングコントローラからの出力クロッ
クに従って前記電源出力パターンを順次吐き出してゆく
メモリ装置を設け、前記タイミングパルス発生器に、前
記交流電源タイミングコントローラへのパルス信号を基
準に、前記各遅延回路へのパルス信号のタイミングを決
定する機能を持たせたことを特徴とする請求項1ないし
3のいずれか1項に記載のタイミング制御装置。
4. An AC power supply timing controller for generating an output clock based on a pulse signal output from one of the output channels of the timing pulse generator, a high frequency power supply for beam acceleration of the charged particles, and the charged particles. The power output pattern to be sent to the AC power supply such as the deflection electromagnet power supply for beam deflection of is written in advance,
A memory device for sequentially discharging the power supply output pattern according to the output clock from the AC power supply timing controller is provided, and the timing pulse generator supplies the delay circuit to each of the delay circuits based on a pulse signal to the AC power supply timing controller. 4. The timing control device according to claim 1, wherein the timing control device has a function of determining the timing of the pulse signal.
【請求項5】 前記交流電源タイミングコントローラ
が、前記タイミングパルス発生器からのパルス信号を受
けて連続的な出力クロックの出力を開始し、ボロー信号
が発生するとその出力クロックの出力を停止するクロッ
ク回路と、前記クロック回路の発生する出力クロックを
あらかじめ設定されている数だけ計数すると、前記ボロ
ー信号を発生して前記クロック回路に送るパルス数設定
回路とから成ることを特徴とする請求項4に記載のタイ
ミング制御装置。
5. A clock circuit in which the AC power supply timing controller receives a pulse signal from the timing pulse generator, starts continuous output clock output, and stops output of the output clock when a borrow signal is generated. 5. A pulse number setting circuit for generating the borrow signal and transmitting the borrow signal to the clock circuit when counting a preset number of output clocks generated by the clock circuit. Timing controller.
【請求項6】 前記交流電源タイミングコントローラ
が、前記タイミングパルス発生器からのパルス信号を受
けると、あらかじめ設定された時間幅のゲート信号を発
生するゲート回路と、前記ゲート回路から受けた前記ゲ
ート信号の時間幅の間だけ、出力クロックを連続的に発
生するクロック回路とから成ることを特徴とする請求項
4に記載のタイミング制御装置。
6. A gate circuit for generating a gate signal having a preset time width when the AC power supply timing controller receives a pulse signal from the timing pulse generator, and the gate signal received from the gate circuit. 5. The timing control device according to claim 4, further comprising a clock circuit that continuously generates an output clock only during the time width of.
【請求項7】 前記交流電源タイミングコントローラ
に、加速される前記荷電粒子のビーム電流があらかじめ
設定された基準値を越えると、前記クロック回路からの
出力クロックの発生を停止させる機能を持たせたことを
特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載のタ
イミング制御装置。
7. The AC power source timing controller has a function of stopping generation of an output clock from the clock circuit when the beam current of the accelerated charged particles exceeds a preset reference value. The timing control device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that.
【請求項8】 前記タイミングパルス発生器の、加速さ
れた前記荷電粒子のビームを取り出すためのキッカー電
源に対応付けられた出力チャンネルに接続されて、当該
出力チャンネルより出力されるパルス信号を、前記荷電
粒子を加速するための高周波電圧の位相と同期させる同
期回路を設けたことを特徴とする請求項4ないし7のい
ずれか1項に記載のタイミング制御装置。
8. A pulse signal output from the output channel of the timing pulse generator, the pulse signal being connected to an output channel associated with a kicker power source for extracting the accelerated beam of the charged particles. 8. The timing control device according to claim 4, further comprising a synchronization circuit for synchronizing the phase of a high frequency voltage for accelerating the charged particles.
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