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Author: Thomas Schilcher
Phone: +41 56 310 4593
Updated: 13.09.2019


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SLS DBPM System - Hardware Tests


  1. Einbau der QDRs/RFFEs in das Test Crate, 2 Stunden Wartezeit

    Überprüfen der RFFE/QDR Hardware auf Basisfunktionalität

    MRIDI-VME-BPM12: Langzeittest-Crate hinter der Diagnostik-Hütte
    MRIDI-VME-DIAG2 (MRIDI-VME-BPM2): in der Diagnostik-Hütte/Werkstatt

    RF Front Ends unterliegen einer grossen Temperaturabhängigkeit, weshalb die Elektronik gut 2 Stunden warm laufen muss, bevor sich ein thermisches Gleichgewicht eingestellt hat.

  2. Einstellen der NCO (Numerical Controlled Oscillator) Frequenzen

    medm BPM Test-GUI aufrufen
    1. medm –x A_DI_DBPM_RI_Test.adl &
    2. Sektor-Panel -> Data Check -> QDR Freq. “FREQ”
    3. Wechseln von 'closed_orbit' Mode zu 'NCO_readout'
    4. Aktivieren von ‚Auto Setting of NCO’ auf ‚enabled’ beim entsprechenden BPM
      -> gemessener NCO Offset wird automatisch zum RF Freq. Offset addiert.
    5. Nach einigen Sekunden zuerst ‚Auto Setting of NCO’ wieder auf ‚disabled’ stellen, dann den Mode von ‘NCO_readout’ auf ‘closed_orbit’ zurückstellen.

  3. Starten der Testprozedur (matlab GUI) Das matlab Testprogramm ist auf dem Gruppenlaufwerk unter
    \\FS03\SLS_DBPM1\040_Tests\matlab\BpmTest_V1.13.tar
    abgespeichert. Dieses Paket ist in das User-Home Verzeichnis ~/matlab zu kopieren und mittels
    > tar xvf BpmTest_V1.13.tar
    auszupacken.

    1. matlab -> bpmtest
    2. Abarbeiten der Tests (in matlab)
      1. "1. Calibrate BPM"
      2. "2. BPM Test (short term)"
      3. "3. analyze short term test data" (Auswertung der Daten unter Punkt ii.)
      4. Langzeittest
        Der Langzeittest setzt sich aus zwei Teilen zusammen:
        1. Test der BPM Signalqualität und Drift:
          BPM wird Signal eingespeist (ca. 5000 digits pro Kanal) und ca. eine Woche ohne Öffnen der Rack-Türen laufen gelassen.
        2. Test des BPM Frequenz-Temperaturabhängigkeit:
          Umstellen des BPM-Betriebsmodus von ‘closed_orbit’ auf ‘NCO_readout’ und Einschalten von ‚Auto Setting of NCO’ auf ‚enabled’. Nun werden bei diesem Langzeittest die Frequenzdrifts des RF-Frontends archiviert.
      5. Auswertung der Daten über WEB-Zugriff auf Archiver
        (http://diagnostics.web.psi.ch
             -> SLS Diagnostics -> DBPM System -> BPM Test – Archiver)
        Dateiname:
        RFFxxx_QDRxxx_protocol_<date>_<time>.txt>
      6. "4. export archived data"
        Exportiert die Daten vom SLS Archiver und legt diese auf das AFS Projekt-Laufwerk /afs/psi.ch/project/DBPM_data/ unter das durch RFFxxx und QDRxxx gegebene Verzeichnis ab.
      7. "5. read exported archive files"
        Konvertierung der exportierten Archiver-Dateien von Text-Dateien in Matlab-Format (alle Kanäle werden im Archiver einzeln als Text-Dateien abgelegt, die entsprechend viel Platz benötigen; das Matlab-Format besteht aus einer einzigen binären Datei, welche alle archivierten Kanäle eines BPMs enthält)
      8. "6. display long term BPM data"
        Darstellung und Speicherung (eps-Datei) der archivierten Langzeitdaten die mit matlab-Programm Punkt 4 (export archived data) und Punkt 5 (read exported archive files) in den entsprechenden RFFxxx_QDRxxx-Verzeichnissen auf dem afs-Laufwerk abgelegt sind.
        Dateiname:
        RFFxxx_QDRxxx_Vx_longterm_test_<date>.eps
        RFFxxx_QDRxxx_XYI_longterm_test_<date>.eps
      9. "7. BPM power spectral density"
        Messung der horizontalen und vertikalen Spektren eines BPMs; bei Anwahl des Speicherns der PSD-Dateien werden die gemessenen Spektren als eps-Dateien ebenfalls unter das AFS Projekt-Laufwerk /afs/psi.ch/project/DBPM_data/ abgelegt.

  4. Standardwerte von „guten“ RFFE/QDR Paaren
    (bei einem Level von 5000 digits pro Kanal und zentrierter NCO Frequenz)
    Eigenschaft Toleranzen
    1. Wahl    		 Toleranzen
    2. Wahl
    Linearity Fit of Individual Channels /
    Abweichung der vier Kanäle von einer linearen Input/Output Kennlinie:
    (bei ca. 5000 digits pro Kanal)    		 not defined yet not defined yet
    Noise Level of Individual Channels /
    Standardabweichung der vier Kanäle:
    (bei ca. 5000 digits pro Kanal)    		 < 3 digits < 10 digits
    Beam Current Dependence /
    Stromabhängigkeit über Standardstrombereiche:    		 < 40 μm (hor.)
    < 30 μm (ver.)    		 < 60 μm (hor.)
    < 50 μm (ver.)
    Beam Current Dependence at Gain Range Changes /
    Stromabhängigkeit bei Standardstrombereichsumschaltungen (Gain-Umschaltungen):    		 < 40 μm (hor.)
    < 30 μm (ver.)    		 < 60 μm (hor.)
    < 50 μm (ver.)
    Position Reading RMS /
    Standardabweichung der horizontalen und vertikalen Positionswerte innerhalb Standardstrombereiche (Gain Ranges):    		 < 1 μm (hor.)
    < 1 μm (ver.)    		 < 1 μm (hor.)
    < 1 μm (ver.)
    Langzeittest:
    Min./Max. Werte zwischen den 4 Kanälen (VA, VB, VC, VD):
    (innerhalb einer Periode von max. 1 Minute,
    zu sehen in den Daten der Langzeittests)    		 bis ca. 40 digits
    Langzeittest:
    Min./Max. Werte der x/y Positionen:
    (bei ca. 1 Woche Langzeittest)    		 +- 4 μm +- 8 μm
    Langzeitdrift (bei Temperaturstabilität von < 0.2 °C):
      Intensität:
      x/y Position:
    < 50 digits
    < +- 1 μm
    < 150 digits
    < +- 5 μm

  5. SoftIOCs für RF Generator-Kontrolle
    Für die DBPM-HW-Tests werden mehrere RF Generatoren für die Clock- und für die Signalpegel-Generierung benutzt. Der EPICS Device Name ist typischerweise MTEDI-RFGEN-x (x=[1,6]). Die RF-Generatoren werden über diverse SoftIOCs angesteuert. Diese befinden sich auf einem zentralen SoftIOC Server und deren Status kann über das folgende WEB-Interface abgefragt werden.
        http://psi-softioc-2.psi.ch:5232/
    Username und Password sind die Standard Windows/AFS-Daten. Die EPICS Sourcen für die RF Generatoren Ansteuerung befindet sich im CVS Repository unter A/DI/SIGGEN/ (http://gfacvs.psi.ch/cgi-bin/cvsweb/A/DI/SIGGEN/)
Author: Thomas Schilcher   Phone: +41 56 310 4593   Updated: 13.09.2019