How-To: Bunch-to-Bucket Transfer System - Ein Überblick

System am Beispiel von SIS18

Das Bunch-2-Bucket Transfer System ist eine Anwendung des General Machine Timing System. Ein White Rabbit Netzwerk dient zur Zeitverteilung, alle verbundenen Knoten haben campusweit exakt dieselbe Uhrzeit. Darüber hinaus dient das White Rabbit Netzwerk zur Verteilung von Nachrichten in Echtzeit.

HF-Getriggerte Schnelle Extraktion

Abbildung: Schnelle Extraktion am SIS18. Vergleich Timing Generator (oben) und B2B Transfer System (unten). Details siehe Text.

Die Abbildung oben skizziert grob den Aufbau bei einfacher schneller Extraktion am SIS18 zB zu einem der Caves. Bei beiden System wird das Signal der SIS18 Gruppen DDS als Eingangssignal verwendet und ein Triggersignal für die Kickerelektronik erzeugt. Die Gruppen DDS befindet sich in einem Raum der Ring-HF in BG1. Der SIS18 Extraktionskicker befindet sich im Kickerraum in RT1.

Beim Timinggenerator handelt es sich um eventbasiertes System. Das Steuergerät befindet sich im Elektronikraum in BG2. Die Verbindung der HF- und Triggersignale ist über lange Kupferkabel implementiert.

Das Bunch-to-Bucket Transfer ist ein verteiltes zeitbasiertes System, alle Komponenten sind über das White Rabbit Netzwerk miteinander verbunden. Eine Messung der Phase des h=1 Signals geschieht mit einer Messeinheit in unmittelbarer Naehe der SIS18 Gruppen-DDS. Einen zentrale Einheit empfängt ein Telegramm mit der Phaseninformation, berechnet den Zeitpunkt für das Triggern des SIS18 Extraktionskickers und versendet eine 'Timing Message' mit dem Ausführungszeitpunkt. Das entsprechende Triggersignal für den Kicker wird von einer Einheit direkt im Kickerraum erzeugt.

Lediglich die zentrale Einheit des B2BSystems wird mit Solldaten versorgt (GS00ZB_E).

Transfer zum ESR als 'Coasting Beam'

Abbildung: Transfer von SIS18 zum ESR als 'Coasting Beam'. Vergleich Timing Generator (oben) und B2B Transfer System (unten). Details siehe Text.

Die Abbildung oben zeigt die beteiligten Komponenten für einen Transfer eines Bunches vom SIS18 zum ESR und Injektion als 'Coasting Beam'. Bei diesem Verfahren erzeugt die Ring-HF bei der Injektion noch kein Signal an den entsprechenden HF Kavitäten. Dieses Verfahren ist sehr einfach, da die HF-Systeme beider Ringe nicht aufeinander synchronisiert sein müssen.

Technisch ist das Verfahren mit der HF-getriggerten Extraktion nahezu identisch. Der einzige Unterschied besteht darin, dass noch ein zweites Triggersignal fuer den Injektionskicker erzeugt wird.

Nur die zentrale Einheit des B2B Systems wird mit Solldaten versorgt (GS00ZB_E, GE00ZB_I).

Bunch-2-Bucket Transfer von SIS18 zu ESR

Abbildung: 'Bunch-to-Bucket' Transfer von SIS18 zum ESR mit dem B2B Transfer System (unten). Details siehe Text.

Die Abbildung oben zeigt die beteiligten Komponenten für einen Transfer eines Bunches vom SIS18 zum ESR beim 'Bunch-to-Bucket' Verfahren. Hier wird der Bunch vom SIS18 in eine leeres 'HF-Bucket' im ESR platziert. Dafür müssen die Phasen der beteiligten HF-Systeme beider Ringe aufeinander abgestimmt werden. Zu diesem Zweck wird auch eine Phasenmessung am HF-System des Injektionsrings vorgenommen. Die Ergebnisse der beiden Phasenmessungen werden in der zentralen Einheit des B2B Systems analysiert und dann geeignete Aktionen ausgeführt. Auch hier wird nur die zentrale Einheit des B2B Systems wird mit Solldaten versorgt (GS00ZB_E, GE00ZB_I).

-- DietrichBeck - 30 Nov 2021