合肥光源储存环束流三维参数测量系统介绍

十几天不发博，竟然憋了这么怪怪的标题，合肥光源储存环纵向震荡可视化展示初步结果 ，这个链接里的可视化展示，发现用鼎阳SDS6204示波器10GHz高采样率能很好的测出逐束团的流强以及纵向震荡信息。对这种高采样率原始波形的分析提取更多的信息就有了更多的信心和动力继续做下去。那个还只是BPM4路电极信号通过合路器成一路的结果，如果4路同时采，应该是可以得到横向X、Y的位置信息，之后通过对位置信息的分析，应该是可以得到工作点的。

本来想今年再买台SDS6204，不过等拿到手估计又要好几个月了，就想着找鼎阳借一台，可是要等到月底才能匀过来，实在等不及，就拿手头上有的力科6104A示波器凑合用一下。

这款示波器带宽1G，对合肥光源204MHz，4.533nS间隔的这种逐束团的信号采集还算够用，不过和2G带宽的还是有些差距，通过下图对比就可以看出来：

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左边的头尾展开的波形是鼎阳2G带宽示波器采的，右边的是力科1G带宽示波器采的，看画红标的部分，信号质量和左边的还是要差很多，下降的拖泥带水，拖尾的情况比较严重。

四路同时测，增加了X，Y的逐束团信息，以及FFT其数据的频谱：

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上面图的信息还算丰富，鼎阳示波器采一路合信号标为硬合，力科的标为软合，流强和纵向震荡信息，以及每个束团的逐圈纵向震荡频谱，上图中硬合和软合的都有。逐束团X，Y的信息，以及每个束团的逐圈频谱是软合独有的。

纵向震荡时间范围差不多在200pS范围内，按204MHz一个周期360度换算成相位差不多正负7.3度左右，每个束团逐圈纵向震荡频谱的最大峰位在14KHz左右，和逐束团反馈系统测量结果一致；软合和硬合测的BPM的位置不同，其纵向震荡频谱的峰位对的上，和X，Y逐圈位置的频谱峰位也对的上。本来担心X，Y的逐圈位置这么简单的每段积分之后差比和是否靠谱，但是看上面有些规律的逐束团位置的二维图，感觉还是可靠，每个束团的逐圈位置变化范围差不多不到1mm，libera的逐圈数据也差不多0.Xmm范围，每个波形逐束团位置信息简单平均算出来的X，Y位置在20um范围内，rms差不多几个um，和libera的sa数据有很大差距，其测的位置只在3um范围内变动，零点几um的rms。

下面几幅图分别是随便从库里截的一个波形提取的turn by turn的位置，纵向震荡时间的数据；以及1天时间的X，Y的数据以及libera测的一个bpm的1天的位置数据：

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除了流强，横向位置，束团质心的纵向震荡信息，束团纵向长度的信息应该能从最低到最高段的过零点斜率表征，当然，定量表征的话需要做很多工作，但至少可以定性显示束长的变化规律。还有观察每次触发波形动态变化时，发现各电极信号的波形以及相对前后会有来回的跳变，发芽说应该是就像腔式BPM束流通过时激起的不同模式的相位之类的变化引起这样的前后错位的跳动，这些都不懂，如果是束流本身产生的这些现象，一定会有更有趣的东西可以提取。

还有频谱分析X，Y，工作点的峰位和BBQ测量的峰位对不上，这些还有待于进一步数据分析，自我感觉对这些大带宽原始信号的分析，应该能替代BBQ之类的实体电路，跟雷雷一说，他立刻告知陷波滤波器的东东，并马上操刀分析，进一步的核验等他的结果。

这段时间和雷雷在这个事情上花了很多时间，其他事情都没顾得上，我把系统搭起来，请他从PV取数据分析并着手写文章，欢迎大家能加入并出力，做相关的实验核验和分析。

这种长波形的采集和分析，虽然瓶颈在从示波器读取波形的速度不够快，但也为更多的数据提取分析和发布留足了时间，上面图中的信息处理，一个循环也就3秒：

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但是这个3秒做的事情还是不少的，每个束团逐圈流强、纵向时间、X、Y的信息提取和计算，以及所有这些信息的FFT，以及所有这些的PV发布：

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程序看起来截了好几张大图，实际上逻辑很简单，一个子VI都没有用，刚调好上线，还没好好完善，比较简陋，就不贴到gitee上了，等弄得好用些再贴，如果有人感兴趣等不及想试试，可以私信联系发过去。

束测，为光源做束流测量和诊断，以前一直感觉只是测量，诊断有点云里雾里，即使有，也是和其他组的数据配合在一起去分析。现在感觉这一个个展开的原始束流波形，真的很像心电图里一个个心跳的波形，好的心电图分析师，可以从每个波形的形状，时间间隔变化上分析出心脏的情况以及潜在的危险。束流诊断估计应该也可以吧，每个波形的细微变化是否能更好的分析出光源管道，各部件的等等束流穿过时的对束流的影响，以及束团之间的影响，都会从波形上有所反应。类似心电诊断时好几个夹子，如果在不同点上，都有个示波器这样采集，能盯住同一个束团，每次穿过不同BPM，对其波形、时间、幅度等的分析对比，应该能得到更多有趣的东西。。。

所有这些，现在的仪器发展使做这些事变得简单了，标题起了个什么三维参数测量系统，实际上就是一台高采样率示波器搞定，而且冷师兄他们很早就做过类似的事情，只不过他们的机器2nS的束团间隔，多一个量级的数据取出和分析，难度比我们这的要大很多没做到在线使用而已。又要提到鼎阳的SDS6204了，Zstack已经让我感觉不到他的存在了，就像空气和水一样，随用随有，所有这些大运算量在他的平台上跑的顺畅的让我不再怎么关注他了。