El osciloscopio digital R&S®RTO en física de la aceleración

En la física de la aceleración, a menudo deben medirse frecuencias de señal pulsada. El disparador digital y el front-end de bajo nivel de ruido del osciloscopio digital R&S®RTO permiten llevar a cabo las mediciones de alta precisión necesarias para caracterizar la configuración experimental. Diversas funciones de medición especialmente desarrolladas para los laboratorios de física de la aceleración facilitan un análisis detallado de las señales.

© Soleil.
© Soleil.

Su misión

Los experimentos en física de la aceleración, como en laboratorios de sincrotrón, a menudo requieren mediciones muy precisas de los parámetros de impulso o de la inestabilidad entre dos señales. Estos datos deben medirse en el inicio y en la caracterización de la configuración experimental, así como en el transcurso del monitoreo continuado. Para el monitoreo, los datos deben almacenarse y descargarse a una velocidad de actualización rápida para poder capturar todos los impulsos de un láser de electrones libres que opera a 100 Hz, por ejemplo.

Solución de prueba y medición

Los investigadores apreciarán la precisión sobresaliente del R&S®RTO. El front-end con un bajo nivel de ruido y el convertidor analógico-digital monolítico de 10 Gmuestra/s con un solo núcleo ofrecen una resolución efectiva de > 7 ENOB para unos datos de medición precisos. La resolución de muestreo de 100 ps permite la detección de componentes de señal de alta frecuencia. La arquitectura de disparador digital es clave en una inestabilidad de disparo baja de 1 ps (valor cuadrático medio). La opción de oscilador controlado por horno (OCXO) R&S®RTO-B4 mejora la precisión de base de tiempo de 0,2 ppm, lo cual es importante para minimizar las desviaciones a largo plazo. El R&S®RTO realiza las mediciones rápidamente: 600 000 pruebas de máscara/s detectan las desviaciones de señal más rápidamente que nunca. En general, el R&S®RTO es perfecto para mediciones precisas en muchas aplicaciones de laboratorio de física de la aceleración, como sincrotrones o láseres de electrones libres.

Aplicación

Sistema de bloqueo de seguridad de calidad del haz

Con la introducción del funcionamiento de relleno constante de las fuentes de luz de los sincrotrones, el proceso de inyección tiene que estar completamente automatizado. Esto requiere cambios importantes en el sistema de control y en las unidades que requieren un nuevo sistema de bloqueo de seguridad para evitar daños, por ejemplo, en el sincrotrón. El R&S®RTO es la herramienta ideal para dichos sistemas de bloqueo de seguridad. Sus pruebas de máscara rápidas monitorean el impulso que acciona el activador de inyección de un sincrotrón. El R&S®RTO evita los daños en el sincrotrón al detener el proceso de inyección si el impulso del activador no es el correcto y viola la máscara. Además, la operatividad remota completa es un gran aliciente adicional ya que los expertos pueden resolver problemas de forma remota a la vez que disfrutan de un acceso total al R&S®RTO.

Las formas de onda se pueden adquirir y descargar a una velocidad de hasta 100 Hz
Las formas de onda se pueden adquirir y descargar a una velocidad de hasta 100 Hz
Abrir Lightbox

Monitoreo de los impulsos de radiofrecuencia en la ruta de aceleración de láseres de electrones libres

En los láseres de electrones libres (FEL) la forma del impulso de los impulsos de radiofrecuencia se monitorea constantemente para evitar daños en el acelerador. Esto requiere que cada impulso se capture y se graben constantemente los datos. Los FEL de última generación aumentan la velocidad de impulso hasta 100 Hz. El R&S®RTO permite la adquisición de formas de onda y su descarga a un PC a una velocidad de hasta 100 Hz para capturar todos los impulsos.

La inestabilidad entre dos señales se puede medir con una precisión inferior a picosegundos
La inestabilidad entre dos señales se puede medir con una precisión inferior a picosegundos
Abrir Lightbox

Inestabilidad entre impulsos de láser y el sincrotrón

En muchos experimentos, deben sincronizarse distintas fuentes de impulsos. Un ejemplo es la alineación de un impulso de láser con una fuente de sincrotrón basada en la medición de retardo. Para la precisión de la medición es vital que se minimice cualquier inestabilidad entre los dos. El disparador digital preciso del R&S®RTO en combinación con la opción OCXO es la única forma de alcanzar una precisión inferior a picosegundos para la correlación de tiempo entre los dos impulsos. El usuario puede analizar los resultados de medición de retardo en las estadísticas de medición, el histograma de distribución y la tendencia a largo plazo.

Mediciones de precisión de distribución del disparador

La señal de disparador de un sincrotrón o FEL es crucial para los experimentos determinados por el tiempo. La señal de disparo, que normalmente está disponible en la sala de control, debe distribuirse por todo el instituto de investigación. Para llegar a una precisión inferior a picosegundos, deben corregirse las fluctuaciones térmicas y otras fluctuaciones de señal. ¿Cómo se caracteriza un sistema de distribución de disparo como este? La arquitectura de disparador digital del R&S®RTO con la opción de OCXO R&S®RTO-B4 permite una precisión excepcional de menos de 1 ps en impulsos con una separación de microsegundos.

Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izquierda) y disparo digital (derecha)
Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izquierda) y disparo digital (derecha)