JPH03297099A - 高周波加速空洞用高周波電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、例えばＸ線発生装置に使用される高周波加
速空洞用高周波電源装置に関する。

（従来の技術） 幅広い周波数スペクトラムを持つ強力なＸ線は、第３図
に示すような構成からなるＸ線発生装置で得られる。即
ち、陰極ｌで発生の電子は、直線加速機２及びリング加
速機３で光速近くまで加。

速され、この高速電子を磁石４によって外に取出すこと
によってＸ！ｓＡが得られる。

リング加速機３で電子を高速化させるのに必要な高周波
エネルギーは、高周波電源装置５がらリング加速機３の
一部に設けた加速空洞３ａ内に供給される。

第４図は従来の高周波加速空洞用高周波電源装置５の回
路構成図である。

即ち、高周波信号源５１からの高周波信号は、可変抵抗
器等からなる電圧可変回路５２を経て所望の電圧振幅に
設定された後、可変位相器５３に供給され位相調整され
る。位相調整後の高周波信号は中間電力増幅器５４１及
び電力増幅器５４２の縦続増幅段からなる電力増幅回路
５４で増幅されて、出力端子５４３から高周波加速空洞
３ａ内に供給される。

加速空洞３ａ内の電気的特性で要求される条件は、空洞
内の高周波電力が常に高速電子と整合した状態となるこ
とであり、そのために高周波電源装置５側では、自動制
御回路により必要な振幅レベルの電力が供給されるよう
に構成されている。

即ち、高周波加速空洞３ａ内の整合条件を満足するため
の基準となる高周波信号レベルは、予め振幅レベル設定
器５５に設定されており、この振幅レベル設定器５５か
らの信号と、前記電力増幅器５４の方向性結合器５４ａ
を介した出力信号とを比較制御器５Ｂに供給し、その両
信号の振幅レベル差に対応した信号で可変電圧回路５２
を制御し、差が常に零となるように制御する。

そこで、加速空洞３ａ内で不整合状態となったときは、
高周波電源装置５側へ反射電力が生じ、それにより出力
電力の振幅レベルが低下するので、振幅レベル設定器５
５からの基準振幅レベルとの比較により生ずる差分によ
って、その反射電力による低下分を補うように可変電圧
回路５２を制御し出力信号振幅を高速制御する。

また、可変電圧回路５２の制御によって、加速空ｉ％１
ｌｓａ内の電子を効率良く加速させるためには、供給電
力の位相特性即ちＡＭ−ＰＭ特性が常に一定であること
が要求される。しかし、電力増幅回路５４の出力電力の
変化とともにＡＭ−ＰＭ特性は変化するので、高周波信
号源５１からの信号と電力増幅回路５４から方向性結合
器５４ｂを経て取り出された信号とを位相制御回路５７
に供給し、その位相差が常に零もしくは一定となるよう
に可変位相器３５を制御するように構成していた。

しかしながら、上記のような従来の電源装置５では制御
系として、振幅制御系と位相制御系との全く独立した２
つの制御系を備え、かつ制御信号にアナログ信号を使用
するので、必要とする振幅制御の高速追従性や、位相制
御の安定性が得られないという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来の電源装置は、制御系に夫々独立し
た２つの制御系を備え、しかもいずれもアナログ制御に
よるので必要な高速性追従性や安定性が得られなかった
。

この発明は、簡単な構成により、デジタル化された１つ
の制御系を実現することによって、上記従来の欠点を解
消した高周波加速空洞用高周波電源装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明による高周波加速空洞用電源装置は、高周波信
号源と、この高周波信号源に接続された可変電圧回路と
、この可変電圧回路に接続された可変位相器と、この可
変位相器に接続され増幅された高周波信号を高周波加速
空洞に供給する電力増幅回路と、この電力増幅回路の出
力信号の一部を導入しデジタル信号に変換するアナログ
／デジタル変換器と、前記高周波加速空洞において必要
とする高周波信号振幅レベルをデジタル信号で設定する
振幅レベル設定器と、この振幅レベル設定器からの信号
と前記アナログ／デジタル変換器からの信号とを導入比
較し制御信号を前記可変電圧回路に供給する比較制御器
と、この比較制御器に接続され前記可変位相器に位相制
御信号を供給する位相制御回路とを具備することを特徴
とする。

（作用） 上記の構成によれば、可変電圧回路への制御も可変位相
器への制御も、ともに１個の比較制御器によるデジタル
化された制御信号で行われるので、電源装置として必要
な高速追従性と安定化が得られる。

（実施例） 以下、この発明による高周波加速空洞用電源装置の一実
施例を第１図及び第２図を参照して詳細に説明する。な
お、第３図及び第４図に示した従来の構成と同一構成に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

即ち、高周波信号源５１には、振幅を制御する可変電圧
回路５２を介して可変位相器５３が接続される。

可変位相器５３の出力は、中間電力増幅器５４１．電力
増幅器５４２からなる電力増幅回路５４を経て出力端子
５４３から加速空洞３ａに供給される。

電力増幅回路５４の出力の一部は、方向性結合器５４ａ
を介してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５８に供
給され、アナログ信号がデジタル信号に変換される。

一方、高周波加速空洞３ａにおいて整合に必要な高周波
信号振幅レベルに対応するデジタル化された電圧基準レ
ベルは、予め振幅レベル設定器５５′に設定されており
、この振幅レベル設定器５５′からの信号と前記Ａ／Ｄ
変換器５８とからの信号とか比較制御器５６′　に供給
比較される。

従って、比較制御器５６′の出力は、電力増幅回路５４
の出力が高速空洞３ａ内で整合条件を満足するように可
変電圧回路５２をデジタル制御する。

ところで、電力増幅回路５４における入出力特性は、仮
に第２図（ａ）に示すような線形増幅特性を示していて
も電力増幅器５４における位相特性は第２図（ｂ）に示
すように非線形となるので、加速空洞３ａにおける良好
な整合状態を実現するためは、位相特性即ちＡＭ−ＰＭ
特性が常に一定となるように、第２図（ｃ）に示すよう
な位相特性での位相補償を行う必要かある。第２図（ｃ
）に示すような位相特性は電力増幅回路５４の出力レベ
ルに対応するから、可変電圧回路５２の制御に応じて可
変位相器５３をデジタル制御するものである。

このため、位相制御回路５９はＲＯＭ＜リードオンリー
メモリ）５９１と位相制御器５９２とて構成され、比較
制御器５６′の出力レベルに応じた位相補償量の情報（
データ）をＲＯＭ５９１の変換テーブルに予め記憶して
おき、比較制御器５６′の出力で記憶情報を読み出して
位相制御器５９２に供給する。

位相制御器５９２はＲＯＭ５９１からの記憶情報をもと
に位相制御信号を導出して可変位相器５３を制御するこ
とによって、電力増幅回路５４の出力信号の位相が常に
一定となり、加速空洞３ａ内での電子が最適加速が行な
われるように機能する。

従って、この発明による高周波加速空洞用高周波電源装
置は、帰還制御信号にデジタル信号を使用し、しかも１
つの制御系だけて形成されるので１、簡単な構成により
高速追従性のある電力制御と安定した位相制御とが実現
できる。

［発明の効果コ 以上詳述したように、この発明は、デジタル制御系の採
用により電力増幅の高速追従性と安定した位相制御が実
現でき、Ｘ線発生装置の高周波加速空洞用として最適な
高周波電源装置を提供するものであり、実用上の効果大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る高周波加速空洞用高周波電源装
置の一実施例を示す回路構成図、第２図（ａ）（ｂ）（
ｃ）は夫々第１図に示す装置の入出力特性図１位相特性
図及び位相補償特性図、第３図は高周波加速空洞用高周
波電源装置を適用したＸ線発生装置の構成図、第４図は
従来の高周波加速空洞用高周波電源装置を示した回路構
成図である。 １・・・陰極、２・・・直線加速機、 ３・・リング加速機、４・・・磁石、 ５・・・高周波電源装置、５１・・・高周波信号源、５
２・・・電圧可変回路、５３・・・可変位相器、５４・
・・電力増幅回路、 ５５、　５５’　・・・振幅レベル設定器、５６．５６
’・・・比較制御器、 ５７．５９・・・位相比較制御器、 ５８・・・アナログ−デジタル変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波信号源と、この高周波信号源に接続された可変電
   圧回路と、この可変電圧回路に接続された可変位相器と
   、この可変位相器に接続され増幅された高周波信号を高
   周波加速空洞に供給する電力増幅回路と、この電力増幅
   回路の出力信号の一部を導入しデジタル信号に変換する
   アナログ／デジタル変換器と、前記高周波加速空洞にお
   いて必要とする高周波信号振幅レベルをデジタル信号で
   設定する振幅レベル設定器と、この振幅レベル設定器か
   らの信号と前記アナログ／デジタル変換器からの信号と
   を導入比較し制御信号を前記可変電圧回路に供給する比
   較制御器と、この比較制御器に接続され前記可変位相器
   に位相制御信号を供給する位相制御回路とを具備するこ
   とを特徴とした高周波加速空洞用高周波電源装置。