钱琳琳，刘彦伟

泰安市中心医院 设备科，山东 泰安 271000

引言

自动频率控制系统（Automatic Frequency Control，AFC）是直线加速器控制系统的核心，其性能的稳定性将直接影响加速器磁控管产生微波频率的稳定性和准确性以及加速器输出射线（X线、电子线）的物理指标，因此，设计出一种性能稳定的自动频率控制系统将直接影响加速器质量的优劣[1-2]。为了降低自动频率控制系统的功耗，提高数据处理的速度，本文采用低功耗且数据处理速度快的MSP430单片机作为控制器。为了提高系统的控制精度和稳定性，本文设计了锁相型自动频率控制系统，该系统采用鉴相的方法，将磁控管频率变化产生的频率差转换成前向波和反向波的相位差，将相位差转化为电压差由放大电路放大后送给MSP430单片机处理[3]，MSP430单片机用来控制驱动电机转动达到稳定磁控管振荡频率的目的。此外，为了保证系统的安全性，本文设计的自动频率控制系统增加了对电机过流保护和限位保护功能。

1 自动频率控制系统的硬件设计

本文设计的直线加速器的锁相型AFC系统的硬件原理图，见图1，由磁控管及调谐机构、四端环流器、取样导波、衰减器、检波座与检波二极管、混频桥以及稳频与触发组成。磁控管与四端环流器之间接入能够耦合出反映入射波状态的信号E1的取样波导1，E1通过衰减器和移相器送到微波的混合环端口1，在四端环流器和四端环流器的吸收负载之间接入能够耦合出反映反射波状态信号E4的取样波导2，E4通过衰减器送到微波的混合环端口4。……