基于DSP实现的特定消谐PWM脉冲发生器

为实现中高压变频装置在风机、水泵等应用场合的调速控制,研制了基于数字信号处理器(DSP)的特定消谐脉冲宽度调制(PWM)的脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令实时查询存储器中的脉冲波形数据并发送PWM脉冲,脉冲经过光耦隔离、脉冲分配后驱动主电路的集成门极换流晶闸管(IGCT)开关器件。介绍了该脉冲发生器的工作原理、硬件构成和实现,给出了50Hz的PWM脉冲输出的线电压波形和Fourier谐波分析结果。现场运行实验表明,脉冲发生器脉宽精度高,脉冲的周期误差小于100μs,运行可靠,可消除5,7,11,13等指定次数的谐波,并且工作不受主控制器影响。     

陡脉冲发生器电路中杂散参数的分析和补偿

在陡脉冲发生器电路中,杂散参数不仅影响输出波形,还影响着系统的稳定和电路元器件的安全。为了提高输出波形的质量,抑制输出脉冲的振荡,保证元器件长期可靠的运行,需要对电路中杂散参数进行有效的分析和补偿。本文通过对脉冲的实际输出波形进行分析,建立了陡脉冲发生器电路的杂散参数模型,总结出一种分析和补偿陡脉冲发生器电路中杂散参数的方法。模型的仿真结果精确地反映了实际波形,加入补偿环节后的电路实现了输出波形的无过冲。     

基于开关串联和延时驱动的高压方波脉冲源研究

在全固态Marx发生器的基础上进行电路拓扑的改进:充电方式采用高压直流充电;多级电容储能合并为一级高压电容储能,减少电路的寄生参数;通过一级半导体串联开关对高压电容输出的直流电压进行斩波形成高压脉冲;增加一组截尾开关,快速释放负载的残存电荷,在脉冲末尾形成快速的下降沿。详细分析了串联半导体开关驱动电路的特点后,设计了串芯磁环隔离驱动电路和共原边延时驱动电路来满足驱动要求。最后在20 kΩ阻性负载上实现10 kV的高压方波脉冲输出。     

基于雪崩晶体管纳秒脉冲发生器的设计与仿真

文章设计了一种基于雪崩晶体管的纳秒脉冲发生器,在介绍雪崩晶体管特性的基础上,对纳秒脉冲发生器电路进行了分析,并对电路进行仿真和测试。测试结果表明,这种纳秒脉冲发生器能够输出上升沿1.9～3.2ns、脉宽5～100ns和上升幅度10～100V的脉冲,测试结果与仿真结果吻合很好。     

一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路

针对声波高压激励信号存在余波震荡现象,影响换能器工作效率的实际问题,以美国IR公司生产的高压悬浮驱动器IR2110为核心器件,设计了一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路。首先介绍了高压脉冲产生电路的工作原理,之后从器件选型、电路参数计算、实验测试等方面详细阐述了充放电电路、发射及甩尾电路的设计过程,最后对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,电路所输出高压脉冲的幅度和脉宽均可精确调节,脉冲边沿陡峭,宽度清晰可见,无拖尾现象,满足工程实际需求。     

FPGA中主脉冲波形的输出和触发输出的实现

对脉冲/数据发生器波形产生模块的硬件设计进行了详细阐述。首先设计了系统硬件的功能,然后完成了脉冲发生器核心高速FPGA的设计,重点分析了FPGA中的主脉冲波形的输出和触发输出的实现方法,通过仿真表明输出波形符合设计要求。     

计数器实验中出现的问题及处理

在脉冲发生器输出端后加一级驱动电路,再接入计数器的时钟脉冲源输入端,可有效地避免通常发生在实验过程中计数器不规则的跳变。同时用双踪示波器观察计数器输出波形时,采用周期长的信号作为示波器内触发源信号可观察到多路准确的波形。     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

磁压缩脉冲发生器的仿真与研究

设计一种应用于水中放电能够输出快前沿纳秒级高压窄脉冲的两级磁压缩脉冲发生器,根据磁脉冲压缩原理设计出磁开关相关参数,击穿水介质产生等离子放电通道需要均匀的电场,因此外置磁复位电路清理剩磁。选用铁基纳米晶磁芯在PSPICE仿真软件中创建磁开关模型并添加封装库,磁开关模型能够很好地模拟MPC(magnetic pulse compression)在实际应用中电压电流逐级压缩的工作状态。频率、脉宽和相位可调的优点使IGBT(insulated gate bipolar transistor)在实际应用中常作为初级控制开关,用于辅助MPC设计一种三极管电压反向放大延时电路封装开关模型,来实现与实际选用IGBT开关参数的对应。由仿真结果,50Ω电阻上输出一个上升沿90 ns,幅值8.5 kV的高压窄脉冲,前沿压缩倍数为6.4。     

超短脉冲微细电解加工电源研制

本文提出一种用于微细电解加工的超短脉冲─纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽100ns,额定电流1A,占空比和频率均独立可调。该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压,电路简单可靠,成本低廉。设计的高频信号发生器工作频率范围宽,波形调节方便;快速驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证。斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题。针对微细电解加工工艺的特点设计快速保护电路,实现高精度的微细电解加工。利用本电源样机加工出典型微细零件,验证了该电源的有效性。     

模拟微弱PD UHF信号纳秒级陡脉冲源的研制

针对电气设备超高频法检测局部放电的定位和定量校正需要,设计了一种纳秒级陡脉冲源,构建了相应的电路模型,用Pspice仿真分析了储能电容和电源电压对产生陡脉冲波形的影响。该纳秒级陡脉冲源在储能电容为10、20pF时,脉冲上升陡度分别达到0.68、0.90ns,脉宽分别为0.98、1.18ns,脉冲峰值分别为8.72、12.2V,产生的局部放电量分别为320、600pC,用研制的套筒单极子天线接收的多路陡脉冲信号稳定,误差小于70ps,可以用于超高频法检测局部放电的定位和定量校正试验研究。     

外积分式Rogowski线圈电流畸变校正方法的研究

该文探讨外积分式Rogowski线圈测量瞬态单脉冲强电流时积分电路的时间常数对输出电压的影响，指出引起积分电路输出电压波形畸变的原因，提出电压波形畸变的校正方法。电压波形畸变的校正方法适用于外积分式Rogowski线圈积分电路的时间常数低于10倍脉冲强电流脉宽的情况。采用波形校正方法可以大幅减少脉冲强电流的测量误差，扩大了Rogowski线圈在脉冲强流测量中的应用范围。     

高效电压调节型电火花脉冲电源的设计

在对传统脉冲电源和现有节能脉冲电源的工作原理、控制策略进行分析的基础上,针对传统脉冲电源存在电能利用率低的弊端,提出一种高效电压调节型火花放电脉冲电源.这种电源的电路具有自适应调节输出电压和等电流脉宽的特性,利用电路的拓扑结构进一步优化控制策略,演算电路的动态分析模型,同时对电路的各个主要器件进行设计和计算,给出实际电流电压波形以及自适应调压波形.结果表明:所设计的电源可实现空载电压、脉冲宽度、脉间宽度大范围独立可调,彻底取消耗能严重的限流电阻;电路具有较高的调压精度和较好的加工工艺效果.     

一种应用于脉冲激光测距系统的宽动态-高速接收电路

为提高脉冲激光测距系统的测距精度,采取对APD偏压和放大器增益双重控制的方法设计了一种用于脉冲激光测距系统中的接收电路。模拟仿真结果表明,此电路能接收80 dB宽动态范围的回波功率,实现了0.5~2 V的有效电压输出,仿真得到此电路的有效带宽为58 MHz。测试结果表明此设计有效可行。     

三极管开关型Marx脉冲成形电路的改进

介绍了三极管进入雪崩状态的3种方式,分析了采用三极管的脉冲电路的工作机理,研究了三极管做开关的Marx电路中限流电阻在电路中的作用,以及对电路造成的损耗问题及其对输出脉冲电压的影响,采用降低电阻的隔离电压和二极管代替部分电阻的方法提高脉冲电源的输出峰值.通过实验对比了不同方案的十级脉冲发生器的输出,结果表明,改进后的发生器输出脉冲电压幅值更高,二极管代替限流电阻方案的输出脉冲前沿更快,输入功率减小,输出功率增大,发生器的工作效率提高.     

高压快速脉冲放电的脉冲特性控制的研究

高压(千伏级)快速(亚纳秒～纳秒)电脉冲为当前许多前沿学科和军事技术所迫切需要。本文在对亚纳秒脉冲放电特性进行了研究的基础上,综合研究了脉冲放电回路参量对输出脉冲特性的影响及高压快速的特点,提出了两种对输出高压快速脉冲特性参量控制的方法:1)改变亚纳秒脉冲放电管的阳级等效分布电容实现对高压快速脉冲宽度的控制,2)利用亚纳秒脉冲放电管的阳级等效分布电容、阴级等效分布电容、阴级等效分布电感的合理组合实现对高压快速脉冲的前沿和宽度的控制,从而得到了脉冲特性可控的高压快速脉冲源。     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足,提高脉冲电源在容性负载下的应用效果,提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路,当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性,在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时,可在容性负载上得到既无振荡,且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

基于中频采样的脉冲调频雷达波形发生器

研制一种脉冲调频雷达波形发生器 .波形合成采用直接对带限中频信号采样 ,用高速 DAC合成方法实现 .通过分析指出 ,对于窄带信号而言 ,基于中频信号采样技术的脉冲调频雷达波形发生器在杂散抑制上优于传统的脉冲调频雷达波形发生器 .实测结果显示了高的综合指标 :带内杂散电平小于 - 6 0 d B,带外杂散电平小于 - 70 d B,谐波抑制小于- 6 0 d B,输出功率 Pm W>10 d B.     

用于KTP晶体极化反转的高压脉冲电源的研究

分析了KTP晶体的外电场周期极化反转的机理,设计并研制出一种采用高压开关管的高压脉冲电源,可以将任意信号发生器输出的2V方波脉冲波形放大,输出最高电压为5000V、上升沿小于50μs、最大输出电流超过30mA、脉宽为任意的方波脉冲。用此高压脉冲电源在KTP晶体上进行多次极化反转实验,得到良好的实验结果。