付晓亮，殷治国，Ken Fong，纪 彬，魏俊逸，汪 洋，卢晓通

(1.中国原子能科学研究院 回旋加速器研究设计中心，北京 102413； 2.TRIUMF, Vancouver V6T 2A3)

近年来，中国原子能科学研究院建造了一系列不同能量级的回旋加速器，包括CRM[1-2]、CYCIAE-14[3]和CYCIAE-100[4]回旋加速器。其中，CRM提供能量10 MeV的质子束，CYCIAE-14提供能量14 MeV的质子束，CYCIAE-100提供能量75～100 MeV连续可调、束流强度200～500 μA的质子束。目前，中国原子能科学研究院正在建造CYCIAE-230[5]和CYCIAE-14B回旋加速器，CYCIAE-230提供能量230 MeV、束流强度300 nA的质子束，用于癌症治疗，CYCIAE-14B提供能量14 MeV、束流强度1 mA的质子束，用于BNCT系统。在上述加速器中，CRM和CYCIAE-14的射频系统包含1个发射机、1组腔体、1套低电平系统。CYCIAE-100的射频系统包括两套λ/2射频腔体[6]、两台100 kW发射机[7]及两套低电平(LLRF)系统[8-9]。两台发射机分别驱动两个独立的腔体，低电平系统需对两个腔体的相位进行闭环控制。CYCIAE-230包含两组4个腔体，低电平系统除了对两组腔体的幅度相位进行闭环控制外，还需考虑两组腔体的电压平衡。CYCIAE-14B采用两个20 kW发射机分别驱动两个独立腔体，同时用300 W放大器驱动聚束器来提升束流强度。低电平系统需完成对三路信号的幅相控制和对两个腔体的调谐控制。为满足不同能量、不同高频频率、不同腔体数量的回旋加速器射频系统的控制需求，在上述回旋加速器的经验基础上，本文设计用于回旋加速器低电平系统的软硬件系统。

1 硬件设计

全数字低电平系统是对数模混合低电平系统的进一步发展。在充分发展了数模混合低电平系统的基础上，中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心在2018年与TRIUMF实验室合作，开始了全数字低电平系统的研制工作[10]。……