TOP
Обозначение
PV имеет иерархию NMR:значение-СУФФИКС для общих настроек и для конкретного магнита NMR:МАГНИТ:значение-СУФФИКС.
Ниже по тексту часть NMR: обозначается чарез $(P), магнит чарез $(PA).
В тексте сокращенно на переменную ссылаются как на значение.
Первый блок имеет 4 канала для измерения. Первый блок подключен к магнитам H, NEM, SEM, VEPP3.
Второй блок подключен к магниту стабилизации поля, оставшиеся 3 канала не используются.
Список магнитов
| блок |
магнит |
префикс $(P) |
префикс $(PA) |
| 1 |
общие |
NMR: |
|
| 1 |
H |
NMR: |
H: |
| 1 |
NEM |
NMR: |
NEM: |
| 1 |
SEM |
NMR: |
SEM: |
| 1 |
VEPP3 |
NMR: |
VEPP3: |
| 2 |
общие |
NMR4: |
|
| 2 |
STAB |
NMR4: |
STAB: |
Измерение поля магнитов
Измерение магнитного поля импульсным методом подразумевает,
что измеряемое поле приблизительно известно - B,
посколку получение достаточного отклика возможно только вблизи резонанаса.
Измеренное на предидущем шаге поле использвется в качестве приближения на следующем шаге, разрешает auto_B.
Отслеживание поля основной режим работы (state=TRACE). Если отклик имеет недостаточную амплитуду, меньше
порогового flt_freq_ampl_lim, в качестве приближенного поля берется расчетное поле исходя из величины тока state=CURRENT.
В случае успеха возвращаемся в состояние отслеживания, в противном случае проводим сканирование по полю в диапазоне Bscan с шагом Bstep.
Для улучшения соотношения сигнал шум на отклик может накладываться временное и частотное окно - flt_time, flt_fpeq.
Форма окна может быть НЕТ, экспонента, гауссиан, прямоугольным. Для окна в частотной области возможна подстройка
центра окна и ширина.
Подстройка происходит если отклик имеет достаточную амплитуду flt_Fampl > flt_freq_ampl_lim и
подстройка разрешена auto_flt_freq.
Ширина окна вычисляется как ширина спектра умноженная на flt_freq_span_mult.
Описание PV
Общие настройки
- $(P)connect-Cmd
- производить подключение
- $(P)connected-Sts
- статус подключения
- $(P)host-SP
- IP адрес пикапстанции, диапазон адресов 192.168.1.11–13
- $(P)port-SP
- порт подключения, по умолчанию 2195
- $(P)proto-SP
- протокол, только UDP
- $(P)error-SP
- счетчик ошибок, при ошибке инкрементируется
- $(P)dead_time-SP
- время в течении которого не начинать измерение после предыдущего
общая информация
- $(P)overflow-Sts
- переполнение, младшие 4 бита каждый соответствуют своему каналу
- $(P)F1-I
- прочитанная частота возбуждения
- $(P)F2-I
- прочитанная частота возбуждения
- $(P)ready_single-I
- триггер готовности
- $(P)scan_single_total-I
- время затраченное на последнее измерение
Настройки измерение поля магнитов
- $(P)$(PA)enabled-Cmd
- разрешить измерение поля
- $(P)$(PA)period-SP
- через какие интервалы времени производить измерения, сек
- $(P)$(PA)gain-SP
- усиление канала
- $(P)$(PA)Tb-SP
- длительность возбуждения вещества датчика
- $(P)$(PA)Ns-SP
- количество усреднений, 2Ns
- $(P)$(PA)state-Sts
- состояние измерения, TRACE, CURRENT или SCAN
- $(P)$(PA)B-SP
- поле при котором производить измерение
- $(P)$(PA)auto_B-Cmd
- изпользовать измеренное поле в качестве следующего приближения
расчет поля по току магнита
коэфициенты для расчетного поля и токи магнитов можно посмотреть в CSS на скрине “поле B”(nmr_field.opi).
- $(P)$(PA)Bcur-SP
- расчетное поле магнита
сканирование
- $(P)$(PA)mode_scan-Cmd
- принудительное проведение сканирования
- $(P)$(PA)Bscan-SP
- диапазон сканировани
- $(P)$(PA)Bstep-SP
- шаг сканирования
- $(P)$(PA)BscanA-I
- амплитуда сканирования
- $(P)$(PA)BscanAaxis-I
- поле сканирования
фильтрация
к отклику во временной и частотной областях применяется функция окна.
частота отклика определяется как среднее с весовой функцией W(a)=if(a<0.2, 0, ((a–0.2)/(1–0.2))2),
где:
a - амплитуда деленная на максимальную амплитуду.
- $(P)$(PA)auto_flt_freq-Cmd
- отслеживать настройки функции окна в частотной области
- $(P)$(PA)flt_time-SP
- функция окна во временной области
- $(P)$(PA)flt_freq-SP
- функция окна в частотной области
- $(P)$(PA)flt_time_center-SP
- центр
- $(P)$(PA)flt_time_span-SP
- размах
- $(P)$(PA)flt_freq_ampl_lim-SP
- порог амплитуды сигнала
- $(P)$(PA)flt_freq_center-SP
- центр
- $(P)$(PA)flt_freq_span-SP
- размах
- $(P)$(PA)flt_freq_span_mult-SP
- множитель размаха
- $(P)$(PA)flt_time_wnd-I
- график функции окна
- $(P)$(PA)flt_freq_wnd-I
- график функции окна
- $(P)$(PA)flt_Fcenter-I
- вычисленная центр спектра сигнала
- $(P)$(PA)flt_Fspan-I
- вычисленный размах спектра сигнала, ширина спектра умноженная на flt_freq_span_mult
- $(P)$(PA)flt_Fampl-I
- амплитуда спектра отклика
усреднение
По последним N точкам поля проводится квадратичная интерполяци и расчитывается полк Bmean.
В случае если усредненное поле слишком сильно отличается от измеренного, количество
точек интерполяции уменьшается в двое, после сканирования процесс накопления точек
начинается сначала.
- $(P)$(PA)BmeanN-SP
- максимальное количество точек при усреднении
результат
- $(P)$(PA)ready_single-I
- триггер готовности, инкрементируется после каждого измерения
- $(P)$(PA)Bmeas-I
- поле расчитанное по спектру 16К
- $(P)$(PA)Bfine-I
- поле расчитанное по спектру 128К
- $(P)$(PA)Bmean-I
- усредненное поле Bfine
- $(P)$(PA)BmeanNs-I
- текущее количество точек в буфере усреднения
- $(P)$(PA)Bdev-I
- среднеквадратичное ошибка усредненного поля
результат история
- $(P)$(PA)BmeasHistory-I
- история поля рассчитанная по спектру 16К
- $(P)$(PA)BfineHistory-I
- история величины поля по спектру 128К
- $(P)$(PA)BmeanHistory-I
- история усреднонного поля
- $(P)$(PA)BmeanNsHistory-I
- количество точек истории усреднения
- $(P)$(PA)BdevHistory-I
- среднеквадратичное отклонение по усреднонной истории
результат промежуточные данные
С целью экономии ресурсов, fftfine возвращается не весь массив 64К точек, а 1К точек
вокруг максимума, все равно вдали от максимума нет ничего полезного.
- $(P)$(PA)U-I
- отклик с датчика
- $(P)$(PA)Ufft-I
- спектр с датчика 16К
- $(P)$(PA)Ufftfine-I
- спектр с датчика 128К, 1К точек около отклика
- $(P)$(PA)Ufftfineaxis-I
- частоты спектра 128К, 1К точек около отклика
Стабилизация магнитного поля
Алгоритм работы системы стабилизации следующий. В неактивном состоянии stabilization = 0 измеренное поле Bfine сохраняется в Bstab при каждом измерении.
После активации стабилизации, ошибка поля( разность текущего поля и целевого) умножается на коэфициент Kstab и добавляется к напряжению ЦАП Ustab.
Таким образом напряжение коррекции это интеграл ошибки.
Во время работы алгоритма можно менять как целевое поле Bstab так и Ustab.
Если напряжение установки ЦАП достигает значения +–10 вольт или поле не получается измерить в следствие его быстрого изменения, алгоритм стабилизации отключается.
Сама по себе установка ЦАП в ноль не сбрасывается.
- $(P)$(PA)stabilization-Cmd
- включение режима стабилизации 1
- $(P)$(PA)Ustab-SP
- текущее напряжение ЦАП
- $(P)$(PA)Kstab-SP
- коэфициент связи ошибки установки поля и напряжения В/Гс
- $(P)$(PA)Bstab-SP
- целевое поле стабилизации