JPH0824078B2 - Accelerator controller - Google Patents

Accelerator controller

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JPH0824078B2
JPH0824078B2 JP2084908A JP8490890A JPH0824078B2 JP H0824078 B2 JPH0824078 B2 JP H0824078B2 JP 2084908 A JP2084908 A JP 2084908A JP 8490890 A JP8490890 A JP 8490890A JP H0824078 B2 JPH0824078 B2 JP H0824078B2
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直久 都築
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は運転パターン信号発生装置を改良した加速器
の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention relates to an accelerator control device having an improved operation pattern signal generator.

(従来の技術) 一般に、シンクロトロン加速器などにおいては、荷電
粒子にエネルギーを与えて加速を行う過程で、偏向電磁
石の電流値等をエネルギーに依存して変化させること、
すなわち、時間的に変化するパターンとする必要があ
る。このパターンは予め、電磁石電源の容量や、加速さ
れた荷電粒子を取り出す周期などによって決められてい
て、パターン信号発生用のメモリに記録されている。パ
ターン信号の発生は、このメモリのデータを所定の周期
で読み出して出力することにより行われる。
(Prior Art) Generally, in a synchrotron accelerator or the like, in a process of applying energy to charged particles to accelerate them, a current value of a bending electromagnet is changed depending on energy,
That is, it is necessary to make the pattern change with time. This pattern is determined in advance by the capacity of the electromagnet power source, the cycle for extracting the accelerated charged particles, and the like, and is recorded in the memory for generating the pattern signal. The generation of the pattern signal is performed by reading and outputting the data in the memory at a predetermined cycle.

第5図は、このような従来の加速器制御装置の構成を
示すもので、電磁石1に電磁石電源2より電流を供給
し、加速器動作に必要な磁場Bを発生することを示して
いる。電磁石電源2に対し、磁場パターン発生器3より
磁場基準値BRが時間的に変化するパターン信号として与
えられる。磁場パターン発生器3には、タイミング信号
発生器4よりタイムクロック信号CTが与えられ、これに
より磁場パターン発生器3は動作する。電磁石1の発生
する磁場Bの強さは磁場センサ5により電気信号に変換
されて磁場クロック発生器6に入力される。磁場クロッ
ク発生器6では、一定量の磁場値の変化に応じて1個の
パルス信号を磁場クロック信号CBとして出力する(例え
ば、0.2gauss相当の磁場変化につき1個のパルス信号を
出力する)。この磁場クロック信号CBは周波数パターン
発生器7に入力される。この周波数パターン発生器7に
は、タイミング信号発生器4よりリセット信号Rも入力
される。周波数パターン発生器7は磁場クロック信号CB
によって動作して周波数基準値fRを時間的に変化するパ
ターン信号として出力し、この周波数基準値fRは高周波
発生装置8に入力される。高周波発生装置8は、入力さ
れた周波数基準値fRで与えられる周波数の高周波出力PR
Fを発生し、この高周波出力PRFが加速器リングに取付け
られた高周波加速空胴9に供給される。
FIG. 5 shows the configuration of such a conventional accelerator control device, and shows that a current is supplied from the electromagnet power source 2 to the electromagnet 1 to generate a magnetic field B necessary for accelerator operation. A magnetic field reference value BR is given to the electromagnet power source 2 from the magnetic field pattern generator 3 as a pattern signal that changes with time. The magnetic field pattern generator 3 is supplied with the time clock signal CT from the timing signal generator 4, whereby the magnetic field pattern generator 3 operates. The strength of the magnetic field B generated by the electromagnet 1 is converted into an electric signal by the magnetic field sensor 5 and input to the magnetic field clock generator 6. The magnetic field clock generator 6 outputs one pulse signal as the magnetic field clock signal CB in response to a change in the magnetic field value of a certain amount (for example, outputs one pulse signal for a magnetic field change equivalent to 0.2 gauss). This magnetic field clock signal CB is input to the frequency pattern generator 7. The reset signal R is also input to the frequency pattern generator 7 from the timing signal generator 4. The frequency pattern generator 7 is the magnetic field clock signal CB.
The frequency reference value fR is output as a pattern signal that changes with time, and the frequency reference value fR is input to the high frequency generator 8. The high frequency generator 8 outputs the high frequency output PR of the frequency given by the input frequency reference value fR.
F is generated, and this high frequency output PRF is supplied to the high frequency acceleration cavity 9 attached to the accelerator ring.

第6図は、このような従来の加速器制御装置における
磁場Bと高周波出力PRFの周波数fとの関係を示す図
で、横軸に時間、縦軸に磁場B,周波数fをとり、加速前
の荷電粒子の入射Injから加速完了後の荷電粒子の取り
出しExtまでの一周期の時間的変化を示したものであ
る。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the magnetic field B and the frequency f of the high-frequency output PRF in such a conventional accelerator controller, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the magnetic field B and frequency f. It shows a temporal change of one cycle from the incident Inj of the charged particles to the extraction Ext of the charged particles after the completion of acceleration.

第7図は、周波数パターン発生器7の構成を示し、そ
れはアドレスカウンタ71、メモリ72、出力レジスタ73お
よびこれら相互のデータ入出力を行うデータバス74より
構成されている。
FIG. 7 shows the structure of the frequency pattern generator 7, which is composed of an address counter 71, a memory 72, an output register 73 and a data bus 74 for inputting / outputting data between them.

第8図は、第7図におけるアドレスカウンタ71の構成
を示すもので、クロックパルスカウンタ711、アドレス
レジスタ712より構成される。
FIG. 8 shows the configuration of the address counter 71 in FIG. 7, which is composed of a clock pulse counter 711 and an address register 712.

このような従来の加速器制御装置においては、第6図
のグラフで示すような磁場Bのパターンを発生させるた
めに、タイミング信号発生器4がクロック信号CTを磁場
パターン発生装置3に対して与える。これにより、磁場
パターン発生装置3のメモリに書かれているパターンデ
ータが順次読み出されて磁場基準値BRが出力される。磁
場基準値BRは第6図における磁場Bの波形を得るような
時間的な変化パターンとなっていて、電磁石電源2に与
えられる。電磁石電源2はこの磁場基準値BRの変化に
従って、電磁石に電流を供給する。電磁石1の発生する
磁場はセンサ5によって検出される。センサ5は巻線を
使用しているので、出力は磁場の変化の大きさに比例す
る電圧出力Vであり、これが磁場クロック発生器6に入
力される。磁場クロック発生器6は積分回路を備え、入
力電圧の積分値、すなわち磁場の大きさが一定値(例え
ば1ガウスに相当する値)に達したところで1個のパル
ス出力を行うとともに、この積分値を0にクリアする。
従って、出力としては、磁場の大きさが一定値増加する
ごとに1個のパルスが出力されるような磁場クロック信
号CBを得る。周波数パターン発生器7はリセット信号R
および、磁場クロック信号CBを入力することにより、次
のように動作する。
In such a conventional accelerator controller, the timing signal generator 4 gives the clock signal CT to the magnetic field pattern generator 3 in order to generate the pattern of the magnetic field B as shown in the graph of FIG. As a result, the pattern data written in the memory of the magnetic field pattern generator 3 is sequentially read and the magnetic field reference value BR is output. The magnetic field reference value BR has a temporal change pattern so as to obtain the waveform of the magnetic field B in FIG. 6, and is given to the electromagnet power supply 2. The electromagnet power supply 2 supplies a current to the electromagnet according to the change in the magnetic field reference value BR. The magnetic field generated by the electromagnet 1 is detected by the sensor 5. Since the sensor 5 uses a winding, the output is a voltage output V proportional to the magnitude of the change in the magnetic field, which is input to the magnetic field clock generator 6. The magnetic field clock generator 6 is provided with an integrating circuit and outputs one pulse when the integrated value of the input voltage, that is, the magnitude of the magnetic field reaches a constant value (for example, a value corresponding to 1 gauss), and the integrated value Is cleared to 0.
Therefore, as the output, the magnetic field clock signal CB is obtained such that one pulse is output each time the magnitude of the magnetic field increases by a constant value. The frequency pattern generator 7 has a reset signal R
By inputting the magnetic field clock signal CB, the following operation is performed.

まず、リセット信号Rにより、第7図、第8図に示し
たように、クロックパルスカウンタ711がリセットさ
れ、アドレスレジスタ712に0をセットする。アドレス
レジスタ712はメモリ72の読み出しアドレスを示してい
るので、この時点でメモリ72の先頭アドレスのデータが
読み出され、出力レジスタ73にセットされる。出力レジ
スタ73にセットされたデータはそのまま周波数基準値fR
として出力される。次に、磁場クロック信号CBより1個
のパルスが入力されるごとに、クロックパルスカウンタ
711はカウントアップを行い、そのたびにメモリ72の読
み出しアドレスを1アドレスずつ進ませながら、その読
み出したデータを出力レジスタ73にセットし、周波数基
準値fRの出力とする。このような動作により、周波数基
準値fRは磁場Bの関数として与えられるので、磁場Bの
変化に対応したパターンとして得ることができる。
First, the reset signal R resets the clock pulse counter 711 and sets 0 in the address register 712, as shown in FIGS. Since the address register 712 indicates the read address of the memory 72, the data of the head address of the memory 72 is read at this point and set in the output register 73. The data set in the output register 73 is the frequency reference value fR as it is.
Is output as Next, every time one pulse is input from the magnetic field clock signal CB, the clock pulse counter
The 711 counts up, and each time the read address of the memory 72 is advanced by one address, the read data is set in the output register 73 and is output as the frequency reference value fR. By such an operation, the frequency reference value fR is given as a function of the magnetic field B, so that it can be obtained as a pattern corresponding to the change of the magnetic field B.

このような、電磁石の発生する磁場の強度に対応させ
て、荷電粒子の加速に用いられる高周波電力の周波数を
変化させる必要性は、特にシンクロトロン加速器におい
て、電子のような軽い粒子に比較して重い粒子(例えば
水素原子)の加速を行うときに生ずるものである。軽い
粒子においては、ある程度のエネルギーを得ると、相対
論的効果によってスピードはほとんど光速となり、粒子
の重量がエネルギーを得るに従って増加する。シンクロ
トロン加速器においては、粒子の軌道は一定の閉軌道上
になければならないが、スピードが一定の場合は閉軌道
上を周回する周期は一定となり、従って、加速のために
印加すべき高周波電力の周波数も一定で良い。ところが
重い粒子の場合は、エネルギー増加にともなってスピー
ドも増加していく(光速よりスピードは十分低い領域で
使用されるため)、このため、粒子が周回する周波数は
エネルギーの増加とともに増加させていく。一方、電磁
石(偏向電磁石)の発生する磁場の強さは、エネルギー
に比例させることにより、一定の曲率を確保し、一定の
閉軌道としている。このような事情から、周波数を磁場
に依存して変化させるということは、エネルギーに依存
して変化させることと等価であり、かつ、エネルギーと
スピード、すなわち周波数は一定の周波数によって与え
られるので、結局、上述のような装置が有効である。
It is necessary to change the frequency of the high-frequency power used for accelerating the charged particles in accordance with the strength of the magnetic field generated by the electromagnet, as compared with light particles such as electrons, especially in the synchrotron accelerator. It occurs when accelerating heavy particles (for example, hydrogen atoms). In light particles, when a certain amount of energy is obtained, the speed becomes almost the speed of light due to the relativistic effect, and the weight of the particle increases as the energy is obtained. In the synchrotron accelerator, the orbit of particles must be on a fixed closed orbit, but when the speed is constant, the cycle of orbit on the closed orbit is constant, so that the high frequency power to be applied for acceleration is The frequency may be constant. However, in the case of heavy particles, the speed increases as the energy increases (because it is used in a region where the speed is sufficiently lower than the speed of light), so the frequency that the particles orbit increases with the increase in energy. . On the other hand, the strength of the magnetic field generated by the electromagnet (deflection electromagnet) is made proportional to the energy to secure a constant curvature and form a constant closed orbit. Under such circumstances, changing the frequency depending on the magnetic field is equivalent to changing the frequency depending on the energy, and the energy and speed, that is, the frequency is given by a constant frequency. The device as described above is effective.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の加速器制御装置では、上述のよ
うに磁場の変化に応じてパターンを発生しているため、
磁場が一定に達したところで、周波数を若干変更して荷
電粒子の閉軌道を微調整し、ビームの取り出しを効果的
に行うような操作ができなかった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional accelerator control device, since the pattern is generated according to the change of the magnetic field as described above,
When the magnetic field reached a certain level, the frequency could be slightly changed to finely adjust the closed orbit of the charged particles, and the operation for effectively extracting the beam could not be performed.

そこで、本発明は磁場が一定値に達したところでも、
出力パターンの変更が可能な加速器の制御装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, the present invention, even when the magnetic field reaches a constant value,
An object is to provide an accelerator control device capable of changing an output pattern.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の加速器の制御装置は、磁場クロック信号に対
応する周波数パターンデータを記録する第1のメモリ
と、電磁石の磁場が所定値に達するタイミングでメモリ
アドレス分岐信号とタイムクロック信号とを発生するタ
イミング信号発生器と、このタイムクロック信号に対応
するパターンデータを記録する第2のメモリと、前記メ
モリアドレス分岐信号が出力されたときに前記第1のメ
モリから前記第2のメモリに出力データアドレスを切換
えるメモリアドレスカウンタを備えるものである。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) The accelerator control device of the present invention includes a first memory for recording frequency pattern data corresponding to a magnetic field clock signal, and a timing when the magnetic field of the electromagnet reaches a predetermined value. A timing signal generator for generating a memory address branch signal and a time clock signal, a second memory for recording pattern data corresponding to the time clock signal, and a second memory for outputting the memory address branch signal when the memory address branch signal is output. A memory address counter for switching the output data address from the first memory to the second memory is provided.

(作用) 加速器の電磁石の磁場の変化を検出して作られる磁場
クロック信号の出力に応じて第1メモリの内容が順次読
み出されて高周波発生装置に入力する。これにより、加
速器リングに取付けられた高周波加速空胴に供給する高
周波出力の周波数が磁場が所定値に達する迄漸次上昇す
る。
(Operation) The contents of the first memory are sequentially read according to the output of the magnetic field clock signal generated by detecting the change in the magnetic field of the electromagnet of the accelerator, and are input to the high frequency generator. As a result, the frequency of the high frequency power supplied to the high frequency acceleration cavity attached to the accelerator ring is gradually increased until the magnetic field reaches a predetermined value.

次に、電磁石の磁場が所定値に達するタイミングでメ
モリアドレス分岐信号が発生し、これにより第1メモリ
から第2メモリに切換り、以後はタイミング信号発生器
から出力するタイムクロック信号に応じて第2メモリの
内容が順次読み出されて高周波発生装置に入力する。こ
れにより、前記高周波出力の周波数は磁場が一定に達し
たのちも上昇させることができ、荷電粒子ビームの出射
時の閉軌道を微調整してビームの取り出しが容易にな
る。
Next, a memory address branch signal is generated at the timing when the magnetic field of the electromagnet reaches a predetermined value, whereby the first memory is switched to the second memory, and thereafter, the first clock is output in accordance with the time clock signal output from the timing signal generator. The contents of the two memories are sequentially read and input to the high frequency generator. Thereby, the frequency of the high-frequency output can be increased even after the magnetic field reaches a certain level, and the closed orbit at the time of emission of the charged particle beam is finely adjusted to facilitate beam extraction.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例による加速器の制御装置の
構成図を示したものである。図中、第5図と同一符号は
同一又は相当部分を示し、第5図の構成と異なる点は、
タイミング信号発生器10から周波数パターン発生器11
に、リセット信号Rの他電磁石1の磁場値が所定値に達
するタイミングで発生するメモリアドレス分岐信号J
と、タイムクロック信号CTとを入力するようにした点、
および、周波数パターン発生器11内部に磁場クロック信
号CBに対応するパターンデータを記憶している第1のメ
モリ112と、タイムクロック信号CTに対応するパターン
データを記憶している第2のメモリ113とを設けると共
に、メモリアドレスカウンタ111が前記メモリアドレス
分岐信号Jが出力されたときに、前記第1のメモリから
前記第2のメモリに出力データアドレスに切換えるよう
にした点である。以上の構成で、電磁石1には、すでに
述べたように電磁石電源2より、第2図で示すようなパ
ターンで磁場Bを発生するように電流が供給される。こ
の磁場Bのパターンは磁場パターン発生器3の基準値出
力である磁場パターン信号BRによって与えられる。一
方、磁場Bは磁場センサ5によって、その変化が検出さ
れ磁場クロック発生器6に入力される。この磁場変化信
号によって磁場クロック発生器6は磁場クロック信号CB
をアドレスカウンタ111に出力する。アドレスカウンタ1
11はその磁場クロック信号CBの入力ごとに、第1のメモ
リ112内の1ワードのデータを、アドレスをカウントア
ップしながら周波数基準値fRとして出力する。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an accelerator control apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 5 indicate the same or corresponding portions, and the difference from the configuration of FIG.
Timing signal generator 10 to frequency pattern generator 11
In addition, the memory address branch signal J generated when the magnetic field value of the other electromagnet 1 of the reset signal R reaches a predetermined value.
And that the time clock signal CT is input,
A first memory 112 that stores pattern data corresponding to the magnetic field clock signal CB inside the frequency pattern generator 11, and a second memory 113 that stores pattern data corresponding to the time clock signal CT. In addition, the memory address counter 111 switches to the output data address from the first memory to the second memory when the memory address branch signal J is output. With the above configuration, the electromagnet 1 is supplied with current from the electromagnet power source 2 so as to generate the magnetic field B in the pattern as shown in FIG. 2 as described above. The pattern of the magnetic field B is given by the magnetic field pattern signal BR which is the reference value output of the magnetic field pattern generator 3. On the other hand, the change of the magnetic field B is detected by the magnetic field sensor 5 and input to the magnetic field clock generator 6. This magnetic field change signal causes the magnetic field clock generator 6 to generate the magnetic field clock signal CB.
Is output to the address counter 111. Address counter 1
Each time 11 receives the magnetic field clock signal CB, it outputs 1-word data in the first memory 112 as a frequency reference value fR while counting up the address.

磁場Bの一定となるタイミングで、アドレス分岐信号
Jがタイミング信号発生器10より出力されアドレスカウ
ンタ111に与えられる。アドレスカウンタ111はこの信号
Jによって読み出し動作を行うメモリアドレスを第1の
メモリ112から第2のメモリ113の先頭アドレスに切換え
る。この後、タイミング信号発生器3は一定周期のタイ
ムクロックCTをアドレスカウンタ111に対して出力す
る。すると、アドレスカウンタ111は、第2のメモリ112
の内容を順次アドレスをカウントアップしながら周波数
基準値fRとして出力する。従って、第2図に示すように
して、荷電粒子ビームの出射のタイミングExtに合せて
周波数fを変化させることができる。
At the timing when the magnetic field B becomes constant, the address branch signal J is output from the timing signal generator 10 and given to the address counter 111. The address counter 111 switches the memory address for the read operation from the first memory 112 to the leading address of the second memory 113 by this signal J. After that, the timing signal generator 3 outputs the time clock CT having a constant cycle to the address counter 111. Then, the address counter 111 causes the second memory 112 to
The content of is output as the frequency reference value fR while sequentially incrementing the address. Therefore, as shown in FIG. 2, the frequency f can be changed in accordance with the emission timing Ext of the charged particle beam.

なお、タイミング信号発生器10よりアドレスカウンタ
111に出力されるリセット信号Rは、アドレスを第1の
メモリ112の先頭にもって来ると同時に、その先頭アド
レスのデータをfRとして出力させるもので、1周期の最
初に動作する。J,R,CTの動作するタイミングは予めタイ
ミング信号発生器10にセットされている。また、第1図
には示していないが、荷電粒子ビームの入射(Inj)や
出射(Ext)の動作は上記磁場Bや周波数fのパターン
に同期する必要があり、これらの装置に対するタイミン
グ信号の発生もタイミング信号発生器10で行う場合が多
い。
In addition, the timing signal generator 10
The reset signal R output to 111 brings the address to the head of the first memory 112 and at the same time outputs the data of the head address as fR, and operates at the beginning of one cycle. The operation timings of J, R, and CT are set in the timing signal generator 10 in advance. Although not shown in FIG. 1, the operations of the incident (Inj) and the exit (Ext) of the charged particle beam need to be synchronized with the pattern of the magnetic field B and the frequency f. The generation is often performed by the timing signal generator 10.

第3図は、第1のメモリ112、第2のメモリ113、アド
レスカウンタ111および出力レジスタ114の関係をより詳
細に示したものである。これら第1のメモリ112、第2
のメモリ113、アドレスカウンタ111および出力レジスタ
114はデータバス115によって相互につながれている。
FIG. 3 shows the relationship among the first memory 112, the second memory 113, the address counter 111 and the output register 114 in more detail. These first memory 112, second
Memory 113, address counter 111 and output register
The data buses 114 are connected to each other.

第4図はアドレスカウンタ111の構成をさらに詳細に
示したもので、磁場クロック信号CBとタイムクロック信
号CTのいずれか一方より入力されるパルス信号をクロッ
ク信号Cとして出力するクロックOR回路121、クロック
信号Cより入力されるパルス信号の個数を累算しメモリ
アドレスA1を出力するカウンタ122、リセット信号Rと
アドレス分岐信号Jのいずれかのパルス信号をカウンタ
122のリセット信号としてカウンタリセット信号Reを出
力するリセットOR回路123、第2のメモリの先頭アドレ
スJAを保持する分岐アドレスレジスタ124、アドレス分
岐信号J入力後に出力信号JHをリセット信号Rが入力さ
れるまで出力信号JHをON状態に保持する保持回路125、
信号JHがONの間、分岐アドレスデータJAをアドレスA2と
して出力するAND回路126、アドレスA1とA2との和をアド
レスAとして出力する加算器127、アドレスAの値を保
持するアドレスレジスタ128より構成される。
FIG. 4 shows the configuration of the address counter 111 in more detail. A clock OR circuit 121 that outputs a pulse signal input as one of a magnetic field clock signal CB and a time clock signal CT as a clock signal C, a clock A counter 122 that accumulates the number of pulse signals input from the signal C and outputs the memory address A1, and a pulse signal that is either the reset signal R or the address branch signal J
A reset OR circuit 123 that outputs a counter reset signal Re as a reset signal of 122, a branch address register 124 that holds the start address JA of the second memory, and an output signal JH and a reset signal R are input after the address branch signal J is input. Hold circuit 125 that holds the output signal JH in the ON state until
An AND circuit 126 that outputs the branch address data JA as the address A2 while the signal JH is ON, an adder 127 that outputs the sum of the addresses A1 and A2 as the address A, and an address register 128 that holds the value of the address A To be done.

第1のメモリ112と第2のメモリ113は、実質的には1
つのメモリを2つに分割したものであり、第1のメモリ
112の先頭アドレスは0、第2のメモリ113の先頭アドレ
スは、分岐アドレスレジスタ124にセットされている分
岐アドレスJAである。これらのメモリには、第3図に示
すように、周波数基準値fRのデータが、第1のメモリ11
2においては、磁場クロック信号CBの1クロック信号の
単位ΔBごとに、磁場Bの関数として記録されており、
第2のメモリ113においては、タイムクロック信号CTの
1クロック信号の単位Δtごとに、時間tの関数として
記憶されている。
The first memory 112 and the second memory 113 are substantially 1
One memory is divided into two, the first memory
The start address of 112 is 0, and the start address of the second memory 113 is the branch address JA set in the branch address register 124. In these memories, as shown in FIG. 3, the data of the frequency reference value fR is stored in the first memory 11
2, the magnetic field clock signal CB is recorded as a function of the magnetic field B for each unit ΔB of one clock signal,
In the second memory 113, it is stored as a function of the time t for each unit Δt of one clock signal of the time clock signal CT.

まず、リセット信号Rが入力すると、カウンタ122の
出力A1は0にクリアされる。また保持回路125の出力JH
もクリアされるのでA2も0にクリアされる。従って、加
算器127の出力Aも0にクリアされて、アドレスレジス
タ128には第1のメモリ112の先頭アドレスがセットされ
る。同時に、第1のメモリ112の先頭アドレスのデータ
が読み出されて出力レジスタ114にセットされる。出力
レジスタ114にセットされたデータはそのまま周波数基
準値fRとして出力される。
First, when the reset signal R is input, the output A1 of the counter 122 is cleared to 0. Also, the output JH of the holding circuit 125
Is also cleared, so A2 is also cleared to 0. Therefore, the output A of the adder 127 is also cleared to 0, and the start address of the first memory 112 is set in the address register 128. At the same time, the data at the start address of the first memory 112 is read and set in the output register 114. The data set in the output register 114 is directly output as the frequency reference value fR.

次に、周波数パターン発生器3の動作がタイムクロッ
ク信号CTの入力によって開始すると、磁場Bは第2図に
示すように単調に増加を開始する。この場合、加速器の
性格上、荷電粒子エネルギーと磁場Bとは、ほぼ比例の
関係にあるので、エネルギー増加の過程で磁場を減少さ
せるような動作は行わない。この磁場の増加によって、
磁場センサ5及び磁場クロック発生器6によって磁場ク
ロック信号CBを発生し、アドレスカウンタ111に入力さ
れる。アドレスカウンタ111において、入力する磁場ク
ロック信号CBはクロックOR回路121を経由してカウンタ1
22に入力されるので、カウンタ122はパルスのカウント
動作を行う。カウンタ122の1カウントごとにカウント
値をアドレスA1として出力すると、加算器127におい
て、アドレスA1とA2とは加算されるが、このときA2は0
なので出力AはA1と同じである。Aはアドレスレジスタ
128にセットされるとともに、第1のメモリのAで示さ
れるアドレスのデータが読み出されて出力レジスタ14に
セットされ、このデータが周波数基準値fRとして出力さ
れる。このようにして、磁場Bの増加に伴って第1のメ
モリ112の内容が読み出されてfRとして出力される。
Next, when the operation of the frequency pattern generator 3 is started by the input of the time clock signal CT, the magnetic field B starts to increase monotonously as shown in FIG. In this case, since the charged particle energy and the magnetic field B are in a substantially proportional relationship due to the nature of the accelerator, the operation of decreasing the magnetic field is not performed in the process of increasing energy. By increasing this magnetic field,
A magnetic field clock signal CB is generated by the magnetic field sensor 5 and the magnetic field clock generator 6, and is input to the address counter 111. In the address counter 111, the input magnetic field clock signal CB is sent to the counter 1 via the clock OR circuit 121.
Since it is input to the counter 22, the counter 122 performs a pulse counting operation. When the count value is output as the address A1 for each count of the counter 122, the adders 127 add the addresses A1 and A2, but at this time, A2 is 0.
So output A is the same as A1. A is the address register
While being set to 128, the data at the address indicated by A in the first memory is read out and set in the output register 14, and this data is output as the frequency reference value fR. In this way, as the magnetic field B increases, the contents of the first memory 112 are read and output as fR.

次に、磁場Bが一定となるタイミングにおいて、分岐
信号Jがアドレスカウンタ111に入力されると、この信
号によりカウンタ122には、リセットOR回路123を経てリ
セット信号が入力されるので、カウント値は0にクリア
され、アドレスA1も0となる。また、保持回路125の出
力JHはONとなるので、分岐アドレスレジスタ124にセッ
トされる分岐アドレスJAがAND回路126を経てアドレスA2
となり、加算回路127に入力される。このときA1は0に
クリアされているので、AはA2に一致する。このアドレ
スAがアドレスレジスタ128にセットされると、メモリ
アドレスは第2のメモリ113の先頭アドレスとなり、こ
のアドレスのデータが出力レジスタ14にセットされてfR
として出力される。次に、タイムクロック信号CTがアド
レスカウンタ111に入力されると、カウンタ122には、ク
ロックOR回路121を経てパルス信号が入力されるので、
再びカウント動作を開始し、カウント値をA1として出力
する。加算器127において、A1とA2を加算してAを出力
する。A2は、Jの入力以降は第2のメモリ113の先頭ア
ドレスとなっているので、Aとしては、タイムクロック
信号CTが1個入るごとに、第2のメモリ113のアドレス
を順次先に進めるアドレスとなる。従って、第2のメモ
リ113の内容は、CTのパルス信号によって読み出されてf
Rとして出力される。
Next, when the branch signal J is input to the address counter 111 at the timing when the magnetic field B becomes constant, the reset signal is input to the counter 122 via the reset OR circuit 123 by this signal, so the count value is It is cleared to 0 and the address A1 also becomes 0. Further, since the output JH of the holding circuit 125 is turned ON, the branch address JA set in the branch address register 124 passes through the AND circuit 126 and the address A2.
And is input to the adder circuit 127. At this time, since A1 is cleared to 0, A matches A2. When this address A is set in the address register 128, the memory address becomes the top address of the second memory 113, and the data of this address is set in the output register 14 and fR is set.
Is output as Next, when the time clock signal CT is input to the address counter 111, since the pulse signal is input to the counter 122 via the clock OR circuit 121,
The counting operation is started again and the count value is output as A1. The adder 127 adds A1 and A2 and outputs A. Since A2 is the start address of the second memory 113 after the input of J, the address of A is the address of the second memory 113 that is sequentially advanced each time one time clock signal CT enters. Becomes Therefore, the contents of the second memory 113 are read by the pulse signal of CT and f
Output as R.

このように、磁場クロック信号CB、タイムクロック信
号CT、メモリ分岐信号Jをアドレスカウンタ111に入力
することにより、第1のメモリ112の読み出しと出力、
第2のメモリ113への切換え及び第2のメモリ113読み出
しと出力を行うことができるので、磁場の関数としての
周波数基準値fRのパターンと時間の関数としてのfRのパ
ターンを別々ににメモリに書き込んでおき、それを所定
のタイミングで切換えて出力することができる。
As described above, by inputting the magnetic field clock signal CB, the time clock signal CT, and the memory branch signal J to the address counter 111, reading and output of the first memory 112,
Since the switching to the second memory 113 and the reading and output of the second memory 113 can be performed, the pattern of the frequency reference value fR as a function of the magnetic field and the pattern of fR as a function of time are separately stored in the memory. It is possible to write it in advance, switch it at a predetermined timing, and output it.

なお、上記実施例では、周波数基準値fRを得る場合に
ついて説明したが、周波数基準値以外の他の基準値(例
えば高周波出力電圧パターンなど)にも同様に適用でき
る。
In the above embodiment, the case where the frequency reference value fR is obtained has been described, but the present invention can be similarly applied to reference values other than the frequency reference value (for example, a high frequency output voltage pattern).

また、上記の実施例では、第1のメモリ112、第2の
メモリ113の2種類のメモリを備える場合を示したが、
さらに、第3、第4のようにメモリを分け、同時に、ア
ドレス分岐信号JをJ1,J2,J3…のように増して、メモリ
の切換えを行うように変形して使用することも本発明の
主旨を変えるものではない。
Further, in the above embodiment, the case where two types of memories, that is, the first memory 112 and the second memory 113 are provided, is shown.
Further, the memory may be divided into third and fourth sections, and at the same time, the address branch signal J may be increased to J 1 , J 2 , J 3 ... It does not change the gist of the present invention.

さらに、上記の説明ではエネルギーの増加に伴って磁
場Bは単調に増加するものとしているが、電磁石電源の
方式によっては、電磁石の電流に交流のリップルを含む
場合があり、磁場も微小に変動する。この対策として従
来より磁場クロックに増加方向クロックと減少方向クロ
ックの2種類を設け、増加方向でメモリのアドレスを進
め、減少方向でメモリのアドレスを戻す装置が使用され
ているが、本発明はこの場合にも、同様に適用可能であ
る。
Further, in the above description, the magnetic field B monotonically increases as the energy increases. However, depending on the method of the electromagnet power supply, the current of the electromagnet may include an AC ripple, and the magnetic field also slightly changes. . As a countermeasure against this, conventionally, there has been used a device in which two kinds of magnetic field clocks, an increasing direction clock and a decreasing direction clock, are provided to advance the memory address in the increasing direction and return the memory address in the decreasing direction. The same is applicable to the case.

また、リセット信号Rやアドレス分岐信号Jは、タイ
ミング信号発生器10より得る場合について説明したが、
これら信号を磁場パターン発生器3より得ることもでき
る。その場合は、磁場のパターンデータの他に、パルス
出力のデータを所定のアドレスのデータに付け加えてお
き、そのデータが読み出されたときに、パルス信号を出
力するようにすればよい。
Further, the case where the reset signal R and the address branch signal J are obtained from the timing signal generator 10 has been described.
These signals can also be obtained from the magnetic field pattern generator 3. In that case, in addition to the magnetic field pattern data, pulse output data may be added to data at a predetermined address, and a pulse signal may be output when the data is read.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、磁場クロック信
号と、タイムクロック信号とを使用することによって、
磁場の増加の過程では、磁場クロック信号によってパタ
ーンデータを磁場の関数として出力することができ、ま
た、磁場が一定値となる領域では、タイムクロック信号
によってパターンデータを時間の関数として出力するこ
とが可能となった。これにより、従来は不可能だった荷
電粒子ビームの出射時におけるパターンの微調整が可能
となった。
As described above, according to the present invention, by using the magnetic field clock signal and the time clock signal,
In the process of increasing the magnetic field, the pattern data can be output as a function of the magnetic field by the magnetic field clock signal, and in the region where the magnetic field has a constant value, the pattern data can be output as a function of time by the time clock signal. It has become possible. This makes it possible to finely adjust the pattern when the charged particle beam is emitted, which was impossible in the past.

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

第1図は本発明の一実施例を示す加速器制御装置の構成
図、第2図は第1図の加速器制御装置の動作を示すタイ
ムチャート、第3図は第1図のパターン発生器の詳細構
成図、第4図は第1図のアドレスカウンタの詳細構成
図、第5図は従来の加速器制御装置の構成図、第6図は
第5図の装置の動作を示すタイムチャート、第7図は第
5図のパターン発生器の構成を示す図、第8図は第5図
のアドレスカウンタの構成を示す図である。 11……周波数パターン発生器、111……アドレスカウン
タ、112……第1のメモリ、113……第2のメモリ、114
……出力レジスタ。
FIG. 1 is a block diagram of an accelerator control device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the accelerator control device of FIG. 1, and FIG. 3 is a detail of the pattern generator of FIG. Block diagram, FIG. 4 is a detailed block diagram of the address counter of FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram of a conventional accelerator control device, FIG. 6 is a time chart showing the operation of the device of FIG. 5, and FIG. Is a diagram showing the configuration of the pattern generator of FIG. 5, and FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the address counter of FIG. 11 ... Frequency pattern generator, 111 ... Address counter, 112 ... First memory, 113 ... Second memory, 114
...... Output register.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加速器の電磁石の磁場の変化を検出して作
られる磁場クロック信号を用いて荷電粒子を加速する高
周波電力周波数のパターンデータを発生させる加速器の
制御装置において、前記磁場クロック信号に対応する第
1のパターンデータを記憶している第1のメモリと、前
記電磁石の磁場が所定値に達するタイミングでメモリア
ドレス分岐信号に続いてタイムクロック信号を発生する
タイミング信号発生器と、このタイムクロック信号に対
応する第2のパターンデータを記憶している第2のメモ
リと、前記メモリアドレス分岐信号が出力されたとき
に、前記第1のメモリから前記第2のメモリに出力デー
タアドレスを切換えるメモリアドレスカウンタを備える
ことを特徴とする加速器の制御装置。
1. An accelerator control device for generating pattern data of a high frequency power frequency for accelerating charged particles by using a magnetic field clock signal generated by detecting a change in a magnetic field of an electromagnet of the accelerator, which corresponds to the magnetic field clock signal. A first memory for storing first pattern data, a timing signal generator for generating a time clock signal following the memory address branch signal at the timing when the magnetic field of the electromagnet reaches a predetermined value, and the time clock. A second memory storing second pattern data corresponding to the signal; and a memory for switching the output data address from the first memory to the second memory when the memory address branch signal is output. An accelerator control device comprising an address counter.
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