数字BPM 信号处理器的研制进展

赖龙伟，冷用斌，阎映炳，周伟民

（中国科学院 上海应用物理研究所，上海 201800）

粒子加速器向着高亮度、低发射度不断发展，对束流诊断设备的要求也不断提高。其中，BPM 信号处理器是束流诊断中核心的仪器设备，它不仅能直接提供束流在加速器真空轨道中的运行位置等重要参数，还能导出加速器运行的束流频谱、工作点、响应矩阵、色散函数、自由振荡频率、同步振荡频率、横向阻尼振荡时间、Beta振荡相差、束团不稳定性、耦合度、束流阻抗等参数。因此，BPM 处理器的性能对先进加速器装置至关重要。

BPM 信号处理器的发展经历了3 个主要阶段，实现了从模拟到数字化、智能化和一体化的发展，分辨率逐步提高，逐圈分辨率达到亚微米水平。目前，此类信号处理器仅有国外唯一的一家公司（IT）出售成熟产品［1］，几乎所有的新同步辐射光源（包括英国DLS、法国Soleil、西班牙ALBA）均采用了该公司产品。另外，美国布鲁克海文国家实验室的NSLS-Ⅱ［2］、巴西的Sirius［3］等正在开发相应的处理器。上海光源束测组于2007年开始与中国科技大学快电子实验室合作研发BPM 处理器，于2011年研制成功第1版样机［4］。之后，对处理器提出了新的功能需求，在第1版技术的基础上对软硬件进行了重新设计，于2012年独立完成了第2版样机的研制［5-6］。另外，中国科学院高能物理研究所于2013年下半年启动了针对北方光源的BPM 处理器研制工作。

上海光源的数字BPM 处理器逐圈位置分辨率达到亚微米，与国际同类先进产品相当。当前，正在进行进一步的优化调试，准备下一步的量产，可应用于国内已建成装置设备的维护和更新，同时建设中或正在规划的其他装置对此亦有巨大需求。……