Störmodulationsabstand, für PETRA-3 erforderlicher

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An die spektrale Reinheit der Sender-HF für PETRA-3 werden erhöhte Anforderungen gestellt.

Forderung:
Der Strahl darf durch Phasenmodulation der HF auf maximal ± 0,5° Phasenmodulationshub angeregt werden.


Relevante Parmeter PETRA-3:

  • Dämpfungszeit (Abklingzeitkonstante) τ = 10ms
  • Synchrotronfrequenz fS = 6,5 kHz

Daraus ergibt sich für das Dämpfungsmaß D\[D = {1 \over \omega_0*\tau} = {1 \over 2 \pi*6,5kHz*10ms} = 2,45*10^2 \]

Bei D < 0,2 ist die Resonanzüberhöhung mit guter Genauigkeit gleich der Güte Q

Strahl/AφHF ≈ Q = 1/(2D) ≈ 200


Folgerung: Wegen der Resonanzüberhöhung bei Anregung auf der Synchrotronfrequenz darf hier die maximale Phasenmodulation der HF nur 0,5°/200 = 0,0025° betragen.

Umgerechnet in Seitenbandabstand der Modulationsseitenbänder:

ASB/dBc = 20 lg (1/η) η: Phasenhub im Bogenmaß

ASB = 20 lg (1 / 0,0025° * π/180° ) = 87 dBc


Zeitbereich Frequenzbereich Typische Phasenstabilität bei DORIS & HERA erforderliche Phasenstabilität bei PETRA-3 entspr. erf. Modulations-Seitenbandabstand bei PETRA-3
Stunden bis Tage _ ± 1° ± 1° _
1ms bis 100ms 10 ... 1000Hz ± 0,1° ± 0,1° 60 dBc
kleiner 1ms > 1000Hz ± 0,03° ± 0,01° 80 dBc
100µs bis 200µs 5 ... 10kHz _ < ± 0,01° > 87 dBc