Генератор высоковольтных импульсов напряжения ступенчатой формы

Генератор высоковольтных импульсов напряжения ступенчатой формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Рйтяй:ис т5:;.:.-,Энная

О П И С А и И,714631

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик к летописному свидетельству (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.01.75 (21) 2095907/18-21 (53)м. Кл .

Н 03 К 4/02//

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки №

Гввудерствеины0 квиитет

СССР (23) П рноритет ав делан взебретений и вткрытвй

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень ¹ 5 (53) УДК 621.373..421 (088.8) Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Авторы изобретения

Г. П. Баженов и С. М. Чесноков

Институт оптики атмосферы Сибирского отделения

АН СССР (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к технике формирования электрических импульсов с существенно, ограниченной крутизной фронта и может быль использовано в лазерной и ускорительной технике, технике СВЧ, для управления быстродействующими электронно-оптическими затворами

I и преобразователями, для питания импульсных рентгеновских трубок н так далее.

Известен генератор одиночных импульсов, содержащий формирующую линию, начало и конец

l0 внутреннего проводника которой подключены к нагрузочному и согласующему сопротивлениям, а начало и конец внешнего проводника подключены к электроду коммутирующего устройства, соединенному через ограничительное

15 сопротивление с источником зарядного напряжения (1).

Недостатком этого генератора является сложность независимого управления амплитудой и длительностью каждой иэ формируемых генератором ступеней импульса напряжения.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является генератор высоковольтных импульсов напряжения некритичный к величине нагрузки, содержащий коаксиальную линию, начало и конец внутреннего проводника которой соединены вместе, подключены к одному иэ электродов коммутирующего устройства и через ограничительное сопротивление к источнику питания, произвольную и согласованную нагрузку, подключенные каждая к одному из концов внешнего провода формирующей линии с одной стороны н к второму электроду — с другой Г2 3.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет получать непосредственно

С, выхода генератора импульсы напряжения восходящей и нисходящей ступенчатой формы, а также импульсы типа "импульса с пъедесталом" с независимым управлением амплитудой и длительностью каждой ступени.

Целью изобретения является обеспечение независимого управления амплитудой и длительностью импульсов.

Указанная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов напряжения ступенчатой формы некритичном к величине нагрузки, содержащем автономный источник пи3 71 тания, форЬпируюп1уй линию, начало и конец внутреннего проводника которой соединены вместе и подключены к потенциальному элект1году коммутирующего устройства,"-а через ограгичительный резистор к источнику питания, а также произвольную и "согласованную нагруз "-кй,"каждая из которых включена между соот-. ветствующим концом внешнего проводника формирующей линии и вторым электродом ком мутирующего устройства, внешний проводник формирующей линий разделен на три отрезка, при этом концы крайних отрезков соединены вместе и подключены к заземленному электроду дополнительного коммутирующего устройства, а концы среднего отрезка внешнего проВод1Ыса йодкпючены к второму электроду до- полнительного коммутирующего устройства и через ограничительный резистор к автономному " источнику питания, На чертеже представлена структурная электри ческая схема генератора высоковольтных импуль сов напряжения ступенчатой формы.

Генератор содержит формирующую линию с внешниМ проводником, разделенньпй на три отрезка 1, 2, 3 и внутренним проводником 4, коммутирующее устройство 5, ограничительный резистор б, источник питания 7, согласованную нагрузку 8, коммутирующее устройство 9, ограничительний резистор 10, источник питаяи.::

11 и произвольную нагрузку 12.

Генератора работает следующим образом.

В исходном состоянии внешний проводник 2 формирующей линии через резистор. 6, подключен к источнику питания 7. Его потенциал от-носительно "земли" равен U и недостаточен для самопроизвольного срабатывания управляемого коммутирующего устройства 5. Внутренний проводник 4 формирующей линии через резистор 10 подключен к источнику питания 11.

Его потенциал относительно "земли" равен

U>, и недостаточен для самопроизвольного срабатывания коммутирующего устройства 9, с помощью которого произвольная нагрузка 12 и согласованная нагрузка 8 подключаются к соответствующим выводам генератора. Внешние проводники 1, 3 формирующей лйнии находятся под потенциалом "земли". В зависимости от соотношения электрических длин проводников 1, 3, то есть от того с какого выхода генератора производится запуск устройства 9 возможны три режима работы генератора:

1. Генерирование импульса с пьедесталом.

В "этом "режиме электрическая длина проводника 1 формирующей линии должна быть больше электрической длины проводника 3 формирующей линии. Коммутирующее устройство 9 настроено таким образом, чтобы самопроизвольное срабатывание этого устройства происходило при превышении О,, на 20 — 30%. Напряжение

4631 4 источника питания 7 устанавливается в соответ-ствии с условием U > (0,2 — 0,3) О,, При срабатывании коммутирующего устройства 5 на коммутирующее устройство 9 со стороны проводника 3 формирующей линии поступает импульс напряжения амплитуда которого совместно с напряжением U» достаточна для срабатывания коммутирующего устройства 9 и подключения таким образом согласованной

18 и произвольной нагрузки 12 к соответствующим выходам генератора. При этом на произвольную нагрузку 12 подается импульс с пъедесталом. Длительность пъедестала определяется суммарной длиной проводников 1, 2 формирующей линии, длительность импульса над пьедесталом определяется длиной проводника 2 формирующей линии. Амплитуда напряжения пьедестала и импульса над пъедесталом определяются амплитудой приложенного напряжения источника 11 и 7 соответственно. Поскольку нагрузка 8 согласована с волновым сопротивлением формирующих линий, отражений в сторону:произвольной нагрузки 12 не будет

25 2. Генерирование импульсов нисходящей ступенчатой формы. В этом режиме убирается проводник 1 формирующей линии, и после срабатывания коммутирующего устройства 5 импульс напряжения со стороны произвольной нагрузки 12 запускает устройство 9. При этом на произвольную нагрузку 12 подается импульс напряжения нисходящей ступенчатой формы.

Длительность импульса высоковольтной ступени определяется длиной проводника 2 формируюЗ щей линии, а низковольтной ступени — длиной проводника 3 формирующей линии. Амплитуда высоковольтной ступени определяется суммарной амплитудой напряжения источников 7 и

11, низковольтной ступени, амплитудой напря40 жения источника 11.

3. Генерирование импульсов восходящей ступенчатой формы. В этом режиме убирается проводник 3 формирующей линии, и после срабатывания коммутирующего устройст45 ва 5 импульс напряжения со стороны согласованной нагрузки запускает коммутирующее устройство 9. При этом яа произвольную нагрузку поступает импульс напряжения восходящей ступенчатой формы. Длительность низко о вольтной ступени импульса напряжения определяется длиной проводника 1 формирующей линии. Длительность высоковольтной ступени импульса напряжения определяется длиной проводника 2 формирующей линии. Амплитуда выgs соковольтной ступени определяется суммарным напряжением источников 7 и 11, а низковольтной — источником питания 1I.

Возможны и другие рсжимы работы генератора высоковольтных импульсов напряжения

714631!

Формула изобретения

Составитель Г. Смерова

Техред 3. Фанта Корректор Ю. Макаренко.

Редактор Л. Гельфман

Заказ 9312/59 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ступенчатой формы некритичного к величине нагрузки, которые не выходят.за рамки.данного изобретения.

Использование дополнительного уровня напряжения позволило получать импульсы напряжения ступенчатой формы, что невозможно с помощью прототипа. При этом расширился диапазон применения данного генератора.

Генератор высоковольтных импульсов напряжения ступенчатой формы некритичный к величине нагрузки, содержащий автономный источ- 1S ник питания, формирующую линию, начало и конец внутреннего проводника которой соединены вместе и подключены к потенциальному электроду коммутирующего устройства, а через ограничительный резистор к источнику пита- 20 ния, а также произвольную и согласованную нагрузки, каждая из которых включена между соответствующим концом внешнего проводника формирующей линии и вторым электродом коммутирующего устройства, о т л и ч а ю щи и ся тем, что, с целью независимого управления амплитудой и длительностью импульсов, внешний проводник формирующей линии разделен на три отрезка, при этом концы крайних отрезков соединены вместе и подключены к заземленному электроду дополнительиого коммутирующего устройства, а концы среднего отрезка внешнего проводника подключены к второму электроду дополнительного коммутирующего устройства и через ограничительный резистор к автономному источнику питания,.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 122825, кл. Н 03 К 3/53, 1959.

2. Журнал "Приборы и техника эксперимента И4 2, стр. 91 — 93, 1972 (прототип),