Complete elimination of kicker noise to the nearby particle detector which is produced by the ignition of kicker magnet.

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K04746
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 入江 吉郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (00124173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤森 寛 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 先任技師 (60391786) ; 小嶋 健児 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60302759) ; 反保 元伸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (50630399)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: キッカー電流のサージ成分 / 粒子検出器へのノイズ / 過飽和インダクタ / 低域通過フィルタ / コモンモード電流 / インダクタンスの低減 / 差動アンプ

Outline of Annual Research Achievements

ノイズ対策の研究方向について重要な知見が得られた。前年度にキッカーサージ電流がもつ10メガヘルツ以上の周波数成分は最寄り粒子検出器のノイズ発生に直接的に関与していないことを報告した。では、「何が検出器ノイズの発生に関与しているか」を調べるため今回、キッカー電源出力端においてコモンモード電流による電磁放射をピックアップアンテナで検出し、その大きさと粒子検出器に現れるノイズ信号の大きさの相関を調査した。その結果、両者にはある程度の相関があることが判明した。これは、ノイズ対策にはキッカーシステムにおけるコモンモード電流の低減が必須であることを示唆している。

検出器側でのノイズ対策も重要である。高電位箇所に取りつけられたマイクロチャンネルプレート（MCP）検出器にのるノイズを例にとれば、高周波特性に優れた高圧コンデンサーをMCPチェンバとグランドチェンバ間に横並びに取り付けるのではなく、取りつけ銅板のインダクタンスを低く抑えるため放射状に取り付けることが重要である。これにより検出器ノイズをほぼ完全に除去することが出来た。また、コモンモードノイズの除去には可能な限り差動アンプの使用が有効である。

さらに、パイ型ローパスフィルタのグランド接続部銅板のインダクタンスを低減した改良型フィルタを用いて、サージ成分の少ないキッカー波形整形の試験も行った。フィルタのカットオフ周波数である5メガヘルツ以上の成分に着目すれば、フィルタを用いない場合に比べ概ね1/3に低減できた。しかし、局所的ではあるが10メガヘルツでは20％の低減に留まった。インダクタンスの低減が十分でなかったことが原因と考えられる。