本发明涉及加速器束流诊断领域,特别涉及一种回旋加速器高频频率测量方法。
背景技术:
1、回旋加速器高频频率测量通常可以直接使用频谱分析仪进行测量,也可以使用示波器获取信号然后进行fft运算测量,两种测量方法的原理相同,频谱分析仪本身也是对获取的信号进行fft运算然后直接将测量频率结果给出。
2、然而使用这两种方法对回旋加速器高频频率进行测量时的测量精度取决于信号采集时收集到的数据点数,对于使用示波器获取信号然后进行fft运算的测量方法,理论上可以在收集到的数据之后补0,使得数据点数增加而提高测量精度,然而当数据点数非常多时,进行运算的计算机内存会不够使用,因此回旋加速器高频频率测量的精度被计算机的内存所限制而无法提高。
3、用增加计算机的内存的方法来提高测量精度一方面会增加测量成本,另一方面计算机能增加的内存数量也会受到计算机本身主板情况的限制。因此,通过增加计算机内存来提升测量精度,其实际收效也较为有限。
技术实现思路
1、本发明提出一种回旋加速器高频频率测量方法,解决了目前回旋加速器高频频率测量精度无法进一步提升的问题。
2、本发明的一种回旋加速器高频频率测量方法,包括步骤:
3、步骤s01:将回旋加速器钮扣束流位置探头引出的信号接到示波器上,所述示波器带宽要大于回旋加速器的高频频率,并且具有数据存储和导出功能;
4、步骤s02:设置示波器触发方式为单次手动触发,对回旋加速器钮扣束流位置探头的信号进行采集,采集到的数据为z[0]、z[1]、…、z[q-1],其中q为数据点个数;
5、步骤s03:在采集到的q个数据点末尾补0,将数据点个数扩充到n个,扩充后的数据记为:
6、x[0]、x[1]、…、x[n-1]
7、其中,n=2n+k,n和k为大于0的整数,并且n>q,并且有:
8、x[0]=z[0]、x[1]=z[1]、…、x[q-1]=z[q-1]
9、x[q]=0、x[q+1]=0、…、x[n-1]=0
10、步骤s04:进行回旋加速器高频频率初估计,具体步骤为:
11、步骤s04-01:将数据z[0]、z[1]、…、z[q-1]进行fft运算,运算结果记为z[0]、z[1]、…、z[q-1];
12、步骤s04-02:计算|z[0]|、|z[1]|、…、|z[q-1]|中的最大值,设最大值为|z[a]|;
13、步骤s04-03:初步估计回旋加速器高频频率,计算公式如下:
14、
15、其中,fc为回旋加速器高频频率初估计,fsample为示波器的采样频率;
16、步骤s05:进行回旋加速器高频频率精确测量,具体步骤为:
17、步骤s05-01:按照如下公式计算参数p1:
18、
19、步骤s05-02:计算小于p1的最大整数p;
20、步骤s05-03:将扩充后的数据x[0]、x[1]、…、x[n-1]进行如下分组:
21、第0组:x[0·2n+0]、x[1·2n+0]、…、x[(2k-1)·2n+0]
22、第1组:x[0·2n+1]、x[1·2n+1]、…、x[(2k-1)·2n+1]
23、……
24、第2n-1组:x[0·2n+2n-1]、x[1·2n+2n-1]、…、x[(2k-1)·2n+2n-1]
25、步骤s05-04:计算步骤s05-03中每一个分组的fft,记计算结果为:
26、第0组:f0[0]、f0[1]、…、f0[2k-1]
27、第1组:f1[0]、f1[1]、…、f1[2k-1]
28、……
29、第2n-1组:
30、步骤s05-05:对于每个q=0、1、…、2n-1,计算yq的值,计算公式为:
31、
32、步骤s05-06:计算中的最大值,设最大值为|yb|,b为最大值所在的下标;
33、步骤s05-07:使用如下公式,得到回旋加速器高频频率的精确值:
34、
35、其中,fj为回旋加速器高频频率的精确值,fsample为示波器的采样频率。
36、与现有方法相比,本发明的优点在于可以在采集到的信号数据末尾补任意数量的0进行回旋加速器高频频率的测量,无需考虑计算机内存的限制,从而可以大大提高回旋加速器高频频率测量的精度。
1.一种回旋加速器高频频率测量方法,其特征在于,包括步骤: